게놈 관련 바이오산업 기술동향
1. 기술개요
전통적인 생물 산업은 생물체의 생식과 기능을 활용하여 우리가 필요한 물질과 자원을 생산하는 기술에서 최근의 생물산업은 유전공학 기술을 통해 생물체가 갖고 있는 유전자의 기능과 정보를 활용하여 필요한 자원을 얻고자 한다. 생물체의 세포 속에는 유전물질을 간직한 염색체가 존재하며 이 염색체에 담겨 있는 정보에 의해 살아가며 또한 이 정보는 하나의 단위로서 후손에게 전해진다.
유전자 조작, 유전자 해독, 복제동물과 같은 생명공학기술이 새로운 시대의 우리의 질병, 식량, 환경문제를 해결 하는데 공헌 할 것으로 기대하고 있다.
2001년 2월 발표에서 인간유전체 프로젝트(Human Genome Project)는 사람의 유전자 서열 해독을 계획보다도 앞당겨 완성시켜 그 성과가 산업화로 이어지며 경제발전과 건강복지의 증진을 가져 올 것으로 믿고 있다.
염색체 안의 모든 유전정보를 유전체(genome)라 하며 유전체는 유전자(gene)와 염색체(Chromosome)에서 나온 말이다. 유전체는 핵산(Deoxyribonucleic Acid, DNA)라는 고분자로서 아데닌, 구아닌, 티민, 시토신의 네 개의 염기로 구성되며 이 염기의 배열은 단백질을 합성하는데 정보로 활용된다.
유전자가 전사(transcription)되여 mRNA를 만들고 전사된 mRNA를 번역(translation)하여 단백질을 만드는데 DNA의 염기서열은 단백질의 아미노산 순서와 직접 연결된다. 유전체학(Genome)은 유전자의 서열을 밝히고 기능을 이해하려는 학문이며 기능(Functional genomics)과 구조 유전체학(structural Genomics)등으로 새로운 연구가 진전되고 있다.
단백질은 생명체의 구조와 기능에 절대적 요소이며 생성과정에서 조절되고 변형됨으로 구조와 기능을 이해하기 위해서는 단백질과 유전자의 세포내에서 형성과정과 상호작용의 이해가 필수적이다.
인간 유전자 염기서열 해독을 기준으로 지노믹스 시대와 포스트 지노믹스 시대로 구분하기도 하나 포스트 지노믹스의 중요한 연구분야는 단백질체학(Proteomics), 생물정보학(Bioinformatics), 발생공학, 당쇄공학 그리고 조직공학 등이며 여기서 나온 지식은 전통산업과의 접목으로 새롭고 다양한 첨단기술을 창출하여 의료, 식량, 환경에 이르기까지 바이오 관련 산업으로 확대된다.
2. 국내외 기술동향
선진국에서 추정하는 지놈관련 시장규모는 미국이 2010년에 350조원에 달할것으로 추정하며 일본에서는 2010년까지 60조원 상당에 이르는 것으로 본다.
이 수치는 전체 바이오 산업의 20% 수준으로 추정한다.
생물산업은 기술집약적인 부가가치 산업임에도 게놈관련 기술은 의학분야에서 유전자 진단, 치료, 예방과 농수산 분야에서 유전자 전환, 동물크론 및 복제기술로 이어지는 지식기반의 첨단기술이다. 미생물을 이용한 특수 단백질 생산과 DNA칩, 단백질칩, 바이오 센서등 새로운 개발품을 생산한다.
유전자 정보의 증대는 관련 소프트웨어, 데이터 베이스 시스템과 같은 IT산업의 접목으로 바이오 인포메틱스의 활성화를 가져오고 이러한 기술들은 2010년까지는 급속 성장하리라 보고 2020년까지는 지속되며 그 성과는 높을 것으로 예측하고있다.
이렇게 급변하는 환경에 대응하기 위하여 나라마다 경쟁력을 강화 할 수 있는 제도적인 장치와 새로운 기술 개발에 국가적인 노력을 경주하고 있다.
유럽
유럽에서는 1990년에 생명공학 기술개발 촉진을 위해 Biotech 1과 Biotech 2 프로그램을 시작하였고 1995년 유럽공동연구기구(European Research Coordination Agency)의 발족과 1997년부터는 경쟁력 강화를 위해 지원책을 마련하였다.
1999년에는 지적재산권 보호를 위한 법규를 강화 2000년 유럽 바이오 전략을 EU위원회에서 발표하였으며 그 내용의 일부는 연구인력, 연구자료의 자유로운 이동, 산업체와 공동연구 촉진, 지적재산권 보호 등이 강화되었다.
일본
일본에서는 1997년 게놈관련 생명공학 기술이 21세기의 경제성장에 중요 분야를 인정 5개 부처가 중심으로 기본 전략을 수립하였다.
2001년 과학기술 통합전략에서도 생명공학 기술은 국가 4개 중점 분야로 선정 기술개발 인력의 겸업 규제 완화, 지적재산권 보호, 대학, 산업체간 기술이전 촉진책을 마련하였다.
게놈관련 생물산업의 여러 가지 문제점을 해결하려는 노력이 정부부처와 관련 산업체 등에서 다양하게 나타나고있다.
(예) 최근 일본의약 및 바이오 업계는 지적재산권 소송에 관한 제도 개선을 바라는 의견서를 법무성에 제출한 바 있다.
유전자 및 단백질 관련 바이오 분야의 첨단특허의 내용은 복잡하고 재판이 장기화되기도 하고 특허권이 정당하게 인정되지 않기도 하는 우려가 있어 재판에 전문가를 입회시키는 등 민사소송법의 검토가 제안되고 있다.
의견서를 낸 곳은 약 60개 기업 단체로 구성된 바이오산업협회와, 제약회사 등 약 80개 회사가 참가하는 일본제약공업협회이다.
바이오 특허의 소송의 1심은 모두 동경 또는 오사카 지방재판소에서만 실시하는 등 유전자나 단백질 해석의 특허 관련 소송에는 익숙하지 않아 소송이 길어지는 경향이 있으며, 기업 측의 판매전략에 영향을 주는 이외에도 정확한 판단을 받을지 여부에 관해 불안하기 때문이다. 정부는 바이오 관련 특허의 취급을 중요 과제로 보고 업계의 의견을 참고해 국제 경쟁력 향상에 적극적으로 대처하고 있다. (일본경제신문)
중국
1999년 국가 과학기술이 강조되면서 생명공학, 정보통신 분야를 하이텍 분야로 표명한바 있으며 2001년 WTO에 가입과 동시 지적재산권 보호를 강화하였다.
1998년까지 중국에서 게놈관련 특허는 거의 없었다. 1999년 이후 급격히 증가 2000년에는 일본을 능가하고 있다. 그 이유는 중국 전체적으로 대학이나 벤처회사의 활동이 증가한 원인도 있으나 상해소재 復舊大學과 上海搏容基因開發公伺에서 인체유전체와 cDNA에 관한 특허를 무려 500건 가까이 출원한 사실이다. 이외에도 벼 게놈해독으로 ESTS를 규명하였으며 다른 중요작물에 대해서도 유전자 해독을 추진중이다.
미국
미국은 60년대부터 유전공학의 선두주자로서 유전자조작 유전자 해석과 함께 이간 유전체 프로젝트와 국제 게놈 프로그렘을 통해 많은 정보와 특허를 획득했다.
미국에서도 1980년부터 연구활성화를 위한 정책으로 정부 지원금에서 얻은 연구성과를 대학이나 연구기관이 공유할 수 있도록 하였으며 1985년에는 지적재산권 보호를 강화하였다.
1994년에 생명공학 연구 이니시아티브를 제청하고 2001년에도 이 분야에 예산을 30% 증액하였으며 국립보건원(NIH)의 2003년 예산안은 16%나 증가하고 있으며 에이스와 암 치매 같은 질환을 유전자 수준에서 치료하고자 노력한다.
한국
80년 초에 유전공학연구조합과 유전공학육성법 제정 등 이 분야의 기술개발을 위한 노력은 다른 나라와 비슷한 시기에 출발하였다.
90년대와서 생물산업협회 및 생명공학육성법 수립, 벤처육성, 바이오산업 발전 방향 수립, 21세기 프론티어 사업, 차세대 산업기술개발산업 등 대규모 정부지원 사업이 추진되었다.
국제 게놈 프로젝트에 직접 참여하지는 못했으나 우리 나라 특유의 유전병이나 특성에 맞는 유전자 분석을 시도하는 등 체제는 갖추었으나 성과는 미흡하다.
1990년 후반부터 정부의 지원에 힘입어 지놈관련 바이오산업을 목표로 벤처회사들이 난립하게 되었으나 자금과 국제적 경쟁력의 부족으로 그 성과는 아직 미흡하다.
게놈관련 중요한 생명공학기술
3. 결론
선진국의 바이오 산업의 평창에는 게놈 관련 사업이 큰 역할을 하고 있으며 특히 의 약학 분야에서 활발한 시도가 전개되고 있다.
우리 나라에서도 바이오 산업전체로 보아 의 약학 분야가 가장 큰 비중을 차지하고 있으나 게놈 관련 산업은 아직 미흡한 실정이다.
최근 설립된 벤처가 1000개는 (벤처확인, 미확인, 대학 연구소등에서 추진중인 회사, 설립 후 그만 둔 것까지 합하면)되리라 보는데 이중 실제로 게놈관련 벤처로는 많지 않다.
게놈 관련 기술은 유전체학, 단백질체학, 생물정보학을 기반으로 조직공학, 당쇄공학, 유전자치료, 복제기술 등 첨단 기술로 발전할 것이므로 지속적인 연구와 지원이 필요하다.
미래 바이오 산업은 이러한 기술의 융합으로만 가능 할 것으로 사료되며 관련 분야의 학문적인 기반을 보강하고 특히 생물공학기술과 정보기술의 융합 발전에 주력할 필요성이 있다.
선진국에서는 공통적으로 이 분야에 관한 지적 재산권 보호에 큰 관심을 갖고 있으며 또한 생명체 관련 윤리 문제에 많은 논의가 있으므로 우리도 국제수준에 맞는 법과제도가 필요한 시점이다.
3.참고문헌
Matsuo, Y. 蛋白質核酸醱酵(JPN) 20(1) : 74-78, 2001.
James, P. Genomics and Proteomics Bioch. Bioph. Res. Comm. 231:1-6, 1997.
한국생물산업협회, BIT의 現況 및 展望 Bioindustry/Quantery, p15-32, 2002 여름.
日本 특허청 총무부 기술조사과: 포스트 게놈 관련기술 (2002년 4월 16일).
http://biozine.kribb.re.kr.