[포항공대의 바이오 테크놀로지] 바이오테크 혁명, 21세기를 주도한다
[포항공대의 바이오 테크놀로지] 바이오테크 혁명, 21세기를 주도한다
  • 채치범 / 생명 교수, 생명공학연구센터장
  • 승인 2001.03.28 00:00
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1970년대 유전자 재조합과 유전자서열이 결정기술의 개발로 인하여 생명현상을 분자 차원에서의 설명이 가능해지게 되었으며, 인슐린 등 약 효과가 있는 인간단백질이 박테리아에서 대량생산이 가능해지고, 유전자를 이용한 형질전환기술이 개발되어 신기능 동식물이 개발 가능해졌다. 이에 유전자기술을 이용한 생명공학이 탄생되었다.

지난 30여 년간 생명과학은 이러한 기술들을 활용하여 눈부신 발전을 해왔다. 최근 인간 및 유용생물체들의 유전자 지도 및 서열이 알려짐에 따라, 아직까지 기능이 밝혀지지 않은 유전자들의 chromosome상의 위치와 아미노산 서열을 알게 되었다. 남은 작업은 아직까지 기능이 밝혀지지 않은 유전자들의 기능을 밝히는 일이다. 유전체(핵내에 있는 모든 DNA)서열을 알게 됨에 따라 우리의 몸을 구성하는 모든 단백질들을 곧 알게 될 것이고, 이들의 역할이 규명될 것이다. 그렇게 되면 생명의 신비와 많은 의문점들이 풀려질 것이다. 즉, 어떻게 한 세포로부터 우리의 몸이 구성되고, 우리가 어떻게 생각하고, 왜 늙으며, 왜 암이 생기는가를 이해 할 수 있는 날이 곧 다가오게 되는 것이다. 또한 우리를 이해함에 따라 우리가 국면하고 있는 문제들, 즉 노화, 치매, 암 등을 해결할 수 있는 답도 얻을 수 있으리라 믿는다.

연구하는 방법도 그동안의 reducti onist approach로부터 전체를 이해하고자 하는 integrative approach로 전환되고 있다. 따라서 여러 연구분야의 전문가들이 모여 다각적인 연구방법을 활용하여 문제를 해결하고자 하는 시도가 활발해지고 있다. 이를 위하여 많은 명문대학들이 학제간 연구센터를 설립하고 있다.

산업계에서도 이러한 추세에 적응하기 위하여 구조조정을 벌써 시작하였다. 괄목할 만한 변화는 지난 5년 동안 유전자분석학(Genomics), 유전자기능학(Functional Genomics), 단백질분석학(Proteomics), 화학유전학(Chemical Genomics), 생물정보학(Bioinformatics) 등 새로운 용어와 연구분야가 형성되기 시작하였으며, 유전자, 단백질, 화학물질 등을 바이오칩, high throughput screening등으로 대량분석하는 기술과 기기가 활용되고 있다. 예를 들어 DNA 칩을 이용하여 수만개의 유전자의 활성도를 한눈으로 볼 수 있는 실험이 보편화되고 있다.

바이오산업의 측면

유전자 재조합 기술개발에 의하여 유전자 조작이 쉬워짐에 따라 생명의 신비가 풀려질 것이라는 신념하에 미국에서는 자본가들이 바이오텍 벤처회사에 많은 투자를 해왔었다. 현재 미국에서는 수천개의 크고 작은 바이오텍 회사가 주로 명문대학 주위에 설립되어 있다. 바이오텍은 새로운 발견이 곧 병의 원인규명 및 치료방법을 제시할 수 있으므로 기초연구가 곧바로 응용이 되는 특성을 가지고 있다. 따라서 새로운 발견을 하거나 혹은 기반기술을 개발할 수 있는 스타급 연구자가 많은 곳에 자연히 벤처회사가 많이 모이게 된다. 바로 이것이 하바드대나 MIT근처에 수백개의 바이오텍회사가 몰리는 이유이다. 바이오텍의 또 하나의 특성은 ‘high risk-high return’이다. 신약 개발과정이 까다로운 임상실험을 거쳐 정부로부터 승인을 받아야 하는 관계로 시간적으로는 기초로부터 상품까지 10년이 걸리고 또 성공확률도 대단히 낮다. 반면 한번 성공하면 한 상품만으로도 년 1조원이 넘는 시장을 개척할 수 있다. 예를 들어 Amgen사는 적혈구 생성을 활성하는 erythropoietin 홀몬을 발견하여 년 1조원의 수익을 올리고 있다. 따라서 바이오텍회사들은 이러한 block buster를 찾기 위해서 매년 총 예산의 25%를 연구비에 투자하고 있다.

현재 전세계의 바이오산업의 규모는 대개 500억불에 해당하는데, 이는 하나의 다국적 제약회사(Merck사)의 규모에도 못 미치고 있다. 그러나 바이오산업의 년 성장율은 약 20%에 이르며 멀지 않아 다른 분야를 능가할 것은 자명하다. 따라서 정부, 학계, 산업계, 언론계에서 21세기는 바이오텍의 세기라고 예언하고 있다. 바이오산업은 미국이 세계 전시장의 60%를 차지하고 있으며, 중요한 상품의 대부분이 미국에서 발견되고 개발된 것들이다. 이는 대부분 개인 위주의 연구발견에 의한 것이다. 미국에서는 바이오산업에 약 20만 명이 종사하고 있다. 반면 한국은 현재 약 천여 명의 연구원들이 종사하고 있으며, 미국인구에 비례하면 앞으로 약 4만 명의 연구인력이 바이오 산업에 종사를 해야 할 것이다. 지난 몇 년 동안 바이오 벤처사가 2백여 개나 설립되는 등 활발한 움직임이 있다. 문제는 우리가 국제시장에서 경쟁할 수 있는 원천적인 발견이나 기반기술을 개발한 것이 얼마나 있는가이다.

포항공대의 현주소

포항공대의 생명과학 분야는 생명과학과가 중추적인 역할을 하나 화학과, 화학공학과 및 물리학과에도 생명분야 연구를 하는 교수들이 있다. 이들이 모여 대학원 조직인 분자생명과학부가 1999년에 성립이 되었고, 교육부로부터 BK21 생물분야 사업단으로서 지원을 받고 있다. 이 사업단은 국내에서 추종을 할 수 없을 정도로 우수한 교수, 연구교수, post-doc, 학생 및 연구 보조원으로 구성되어 있으며, 창의사업단이 5개, 국가지정연구실이 9개나 된다. 연구논문 업적도 양과 질적으로 국내 우수대학의 2배를 능가하며, 정교수 승진 및 정년보장심사를 위한 외국전문가들의 평을 들어 보면 사업단의 교수들의 수준이 외국 상위권대학에 도달하고 있다는 자신감을 가지게 된다. 이러한 우수한 연구진을 확보하고 있음에도 불구하고, 외국에 나가 보면 위기감을 느끼지 않을 수 없다.

우수한 연구인력들이 첨단장비와 시설을 이용하여 새로운 아이디어를 실현할 뿐만 아니라 명문대학마다 학과 장벽을 초월한 학제간의 연구를 위한 연구소들을 이미 설립하였거나 설립중이다. MIT의 경우 White head Institute에서 spin off된 Genomi cs Center는 인간유전체 서열을 결정하는데 중요한 역할을 하였다. 반면 우리는 인적 critical mass가 약하고, 지역적으로 고립되어 공동연구가 힘들고, 장비는 노후화되고, 첨단장비를 확보할만한 경제적 여건도 만만치 않다.

우리가 당장 돌파구를 찾기 전에는 국제무대에서 경쟁하기가 점점 힘들어질 것이다.

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