순천향대학교는 오는 24일 오후 5시 재학생과 일반인 등을 대상으로 세포배양 기반 배양육 개발 기술공유와 발전을 모색하는 개방형 세미나를 개최한다고 20일 밝혔다. ‘지속 가능한 내일을 위한 바이오미래식품’을 주제로 한 이번 세미나는 도축이 없는 고기 세포배양 기반 배양육 개발 기술 연구교류회 목적으로 공개된 온라인(줌)으로 진행한다. 이번 세미나에서는 구옥재 바이오미래식품 산업협의회 운영위원장이 특강을 진행한다. 그는 특강을 통해 다가올 식량 위기에 배양육을 비롯한 대안단백질, 유전자가위 및 정밀 발효 등 바이오 기술이 어떻게 풀어갈 수 있을지 고민하고 대책 등을 제시할 예정이다. 순천향대 의료생명공학과 이미영 교수는 “배양육 기술은 세계적으로 개발 초기 단계, 빠른 기술개발로 선점할 수 있다”며 “배양육 산업 연구개발 활성화 등 대한민국의 지속 가능 미래 먹거리를 선도적으로 창출할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다. 배양육은 동물 세포를 키워 고기 만들어내는 기술이 적용된다. 싱가포르는 세계 첫 배양육 판매를 허가했으며, 2030년 세계 배양육 시장은 육류 시장 10%인 약 1400억달러(한화 약 200조원) 규모를 형성할 것으로 전망하기도 한다.

혈액 부족 사태가 전 지구적인 문제로 떠오르고 있다. 미국 워싱턴대 조사 결과에 따르면 2019년 기준 전 세계 196개국 가운데 119개국이 혈액 부족 현상을 겪고 있다. 혈액 부족에 따른 출혈성 쇼크로 사망하는 사람도 연 200만명에 달한다. 급속한 고령화로 헌혈 인구는 줄어든 반면 수혈 수요는 늘었기 때문이다. 수요 대비 공급 혈액량 감소로 사회적 문제가 야기되자 세계 각국은 ‘혈액 주권’ 수호를 위한 인공혈액 개발에 공을 들이고 있다. 특히 전 세계적으로 보기 드문 저출생과 고령화 현상이 진행 중인 한국은 혈액 수급 해결이 그 어느 나라보다 시급한 상황이다. 하지만 인공혈액의 안전성 확보를 위해서는 생체 적합도를 높이는 기술이 관건이다. 그간 미국과 일본에서 관련 기술을 개발하려는 시도가 계속됐으나 번번이 한계에 부딪혔다. 그런데 최근 한국 과학자들이 ‘숨 쉬는 피 공장’이 되어줄 JAK3 넉아웃 미니돼지 생산에 세계 최초로 성공했다. 살아있는 ‘생체 재생 공장’ 미니돼지 개발인간 혈액, 미니돼지 생체 내에서 재생 한국생명공학연구원은 김선욱 박사 연구팀이 유전자 편집과 형질전환 기술을 이용해 안전한 혈액 공급을 위한 면역 결핍 미니돼지를 개발했다고 29일 밝혔다. 미니돼지는 체격이 큰 중대형 실험동물(중대동물)로, 혈액량이 많고 생리학적 특징이 인간과 유사해 인간의 혈액을 재생시키기 위한 최적의 동물로 평가된다. 미니돼지에 인간 세포와 같은 외부 세포를 이식해 재생을 유도하려면 일단 ‘거부반응’을 일으키지 않도록 ‘면역결핍 상태’로 만들어야 한다. 지난 10여년간 미국과 일본 등에서 인간의 유전질환인 ‘중증복합면역결핍’(SCID)의 원인 유전자 결손을 통해 면역결핍 미니돼지를 개발하려는 연구가 시도됐지만, 림프구(면역세포) 결핍 표현형만 보이는 단순 SCID 모델에 그쳐 한계가 있었다. SCID는 T세포나 B세포, NK세포 등 림프구의 기능 이상으로 인해 감염에 무방비 상태가 되는 유전적 장애로, JAK3(주로 백혈구 등 면역세포에서 발현되는 티로신 키나아제) 등 12개 이상의 유전자 돌연변이에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다. “최초로 JAK3 유전자 제거한 중증복합면역결핍 모델 생산” 연구팀은 유전체 교정 기술인 ‘크리스퍼 카스9 유전자가위’(CRISPR-Cas9)를 활용, 미니돼지 최초로 JAK3 유전자를 결손 시킨 녹아웃(Knock-Out·제거) SCID 모델을 생산하는 데 성공했다. 기존 미니돼지와 달리 림프구 결핍은 물론 단핵구 감소·대식세포(외부 병원체를 잡아먹는 면역세포) 기능 저하와 같은 골수종 세포의 이상과 흉선 결손, 장 면역 손상 등 광범위하게 고도화된 면역결핍 특성을 나타냈다. SCID와 같은 희귀 난치질환 치료는 물론 고도의 면역결핍을 통해 세포·조직의 인간화가 가능한 생체 재생공장으로서의 미니돼지 모델 가능성을 제시했다. 연구팀을 이끈 김선욱 박사는 “사람의 혈액을 중대 동물의 생체 내에서 재생시키는 인공혈액 개발에 기여할 것”이라며 “면역결핍 미니돼지를 안정적으로 유지관리하고 활용할 수 있는 인프라 구축 등 후속 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 한국 연구팀이 개발한 미니돼지가 살아있는 피 공장으로서 전 세계적 혈액 공급 부족 사태를 해결할 수 있을지 주목된다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘저널 오브 어드밴스드 리서치’(Journal of Advanced Research) 지난달 23일 자 온라인판에 실렸다.

보건복지부 산하 국립장기조직혈액관리원의 통계에 따르면 2024년 7월을 기준으로 장기이식 대기자 수는 4만 4027명에 이른다. 대기자 중 3만 4548명은 신장, 나머지는 간·췌장·심장·폐·췌도·소장 등의 이식을 기다리고 있다. 그렇지만 2023년 장기 등 이식 건수는 5929건에 불과하다. 이 때문에 장기이식 대기 중 사망하는 이들도 매년 약 2900명에 이르는 것으로 알려졌다. 미국의 경우에도 매일 평균 17명이 장기이식을 기다리다 사망한다고 한다. 동물의 장기를 사람에게 이식한다는 부분에서 정서적 거부감이 여전한 것도 사실이지만, 과학자들이 이종이식 연구에 관심을 갖는 것도 이런 이유에서다. 실제로 돼지의 심장, 신장, 폐 등 장기를 사람에게 이식하는 시도는 많았지만 이식 후 몇 달 만에 사망하는 경우가 대부분이었다. 사망 원인이 원래 갖고 있던 질병 때문인지, 이식받은 장기 때문인지는 명확하지 않은 경우가 많다. 이 때문에 이종 장기를 이식했을 때 나타나는 인체 반응을 파악하는 것이 필요하다. 이런 상황에서 중국 제4군의과대, 4군의과대 부설 시징병원 공동 연구팀은 최초로 유전자 변형 돼지의 간을 뇌사 진단을 받은 사람에게 이식한 뒤 10일 동안 임상 시험한 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 3월 27일 자에 발표했다. 이종 장기 이식에 주로 돼지 장기를 사용하는 이유는 사람의 장기와 크기, 기능, 생리적 특성이 가장 유사해 이식 후 거부 반응 위험을 줄이기 쉽고 돼지의 번식력이 좋아 장기를 쉽게 공급할 수 있기 때문이다. 간 이식은 말기 간 질환에 가장 효과적인 치료법으로 알려졌지만 기증 사례가 적어 실제 이식까지 이어지기는 쉽지 않다. 게다가 간 이식 수술은 많은 혈관을 연결해야 하고 환자의 상태가 좋지 않은 상황에서 진행되기 때문에 수술 과정에서 다량의 출혈이 발생할 수 있는 만큼 수술 합병증도 고려해야 한다. 다행히 최근에는 유전자가위 같은 유전자 편집 기술의 발전으로 돼지 장기를 수정해 거부 반응의 위험을 줄이고 이식받는 사람의 인체와 호환성을 높이는 것이 가능해졌다. 연구팀은 병원 윤리위원회의 엄격한 감독 아래 소형 바마 돼지의 간을 뇌사 판정을 받은 사람에게 이식하는 임상 시험을 했다. 이식 전 연구팀은 유전자 편집을 통해 이식 후 거부 반응을 일으키는 유전자를 제거하고 호환성을 촉진하기 위해 인간 유전자를 삽입했다. 이식 후 10일 동안 간 기능, 혈류, 면역 및 염증 반응을 정밀 점검했다. 그 결과 이식된 돼지 간은 정상적으로 담즙과 알부민을 생성했으며 안정적 혈류를 유지했고 거부 반응의 징후를 보이지 않았다. 면역 반응은 면역 억제제를 통해 조절됐다. 커펑더우 제4군의과대 교수(간 이식학)는 “이번 연구 결과는 유전자 편집 돼지 간이 인체에서 정상적으로 기능할 수 있다는 점을 보여 준다”며 “다만 이식 후 얼마나 정상적으로 기능할지 확실하지 않은 만큼 인간 기증자를 기다리는 동안 간부전 환자들에게 임시로 이식하는 일종의 ‘브리지 요법’으로 활용될 가능성은 충분하다”고 설명했다.

도널드 트럼프 미국 대통령은 다음달 2일 대미 관세율과 비관세장벽 등을 고려해 ‘상호관세’를 발표할 예정이다. 미무역대표부(USTR)는 이에 앞서 자국 업계 등 이해당사자로부터 부당하다고 느끼는 무역 상대국의 제도와 관행 등에 대한 의견을 받고 있다. 모인 의견 중에는 과한 요청도 있지만 국내에서 개정 요구가 나왔던 내용도 있다. 미국 상공회의소는 최고경영자(CEO)에 대한 과도하거나 불공정한 형사처벌을 문제 삼았다. “CEO들이 세관 신고 오류, 근로기준법 위반 등의 사유로 종종 형사 기소를 받았고 출국금지나 징역형 또는 추방 등을 당해 왔다”고 밝혔다. “다른 선진국에서 이런 위반은 오직 민사의 문제이고 개인보다 법인을 겨냥하지만 한국에서는 법적 조치가 자주 정치적 동기에 의해 추진된다”고도 지적했다. 기획재정부 등이 참여한 ‘경제 형벌 규정 개선 태스크포스(TF)’가 2023년 조사한 결과 414개 경제 관련 법률에서 형벌 규정은 5886개였다. 근로기준법에 따라 주52시간을 위반한 사업주는 2년 이하의 징역 또는 2000만원 이하의 벌금형을 받는다. 직장 내 괴롭힘 발생 시 조치를 위반한 사업주는 3년 이하의 징역 또는 3000만원 이하의 벌금에 처한다. 가해자에 대한 형벌 규정은 없다. 국내 기업 경영진들은 “교도소 담장 위를 걷는 기분”이라고 토로한다. 결코 과장이 아니다. 주한미국상공회의소(암참) 등 주한 외국기업단체들은 이런 까닭에 한국 지사장을 꺼린다. 이사의 충실의무를 주주로까지 확대한 상법 개정안은 배임죄 논란을 더욱 키웠다. 특정경제가중처벌법(특경법)의 가중처벌 기준은 1990년에 정해진 5억원 이상이며 최소 3년 이상 징역형만 있다. 미국·영국은 배임죄가 아닌 민사소송이나 사기죄로 처벌한다. 주요 선진국들은 경영판단원칙을 인정하지만 우리 대법원은 이에 소극적이다. 우리나라의 농산물 위생 검역 제도도 주요 비관세 장벽으로 꼽힌다. 미국 정부는 1992년 자국 사과에 대한 수입위험분석을 신청했는데 현재까지도 여전히 8단계 중 2단계(수입위험분석 착수)에 머물러 있다. 지난 1월 충북 충주시는 2024년산 사과 5t을 미국에 수출하기 위해 선적했다는 보도자료를 냈다. 2011년부터 13번째라고 한다. 수출물량은 교육받은 농가와 100% 계약재배로 확보한다. 지난해 ‘금사과’ 파동 당시 사과 수입 요구가 불거졌다. 수출은 하지만 수입은 할 수 없다는 논리가 미국에 먹힐지 의문이다. 유전자변형생물체(LMO) 승인 절차도 까다롭다고 지적된다. 이 중 유전자가위를 이용한 유전자교정생물체(GEO)가 문제다. 유전자가위는 DNA에서 특정 유전자를 정교하게 잘라낼 수 있는 수준(크리스퍼캐스9)까지 발달했다. GEO 농작물은 전통 육종 방식과 비슷하고 자연적 돌연변이 수준의 안전성을 갖췄다고 평가된다. 코스닥 상장사 툴젠이 관련 특허를 갖고 있다. 우리 정부는 2022년 유전자가위 등 신기술을 이용해 자연적 돌연변이 수준의 안전성을 갖춘 경우 위해성 심사 등을 면제하는 법을 발의했다. 21대 국회 임기 만료로 폐기됐다. 국민의힘 최수진 의원 등은 지난해 9월 GEO 규제를 완화하는 법을 발의했다. 미국의 감자기업 심플로트는 2018년 유전공학기술로 갈변 현상을 줄인 감자의 수입허가를 신청했다. LMO 수입은 인체 및 환경에 미치는 영향 등에 대해 관련 기관의 심사를 거쳐 결정된다. 환경부, 해양수산부에 이어 농촌진흥청이 지난달 이 감자에 대해 수입적합 판정을 내렸다. 7년 만이다. 이제 식품의약품안전처 심사만 남았다. 세계적 기준에 맞춰 국내 규제를 정비해야 한다. 기후변화로 재해는 빈발하고 각종 기술은 발전하고 있다. 식량안보를 위한 농업보호와 별개로 기후 영향을 적게 받는 신품종 개발과 스마트팜 육성에 주력해야 할 때다. 농촌의 고령화로 개인 중심의 소규모 농업이 아닌 기업형 농업으로도 변해야 한다. 기업인들이 ‘교도소 담장’에서 내려와 서류 작업이 아닌 성장 동력 발굴에 매진하게 해야 한다. 고의에 따른 피해는 엄벌하되 실수에 따른 피해는 피해자의 경제적 이익 배상에 주력하도록 하자. 그래야 0%대로 떨어지고 있는 잠재성장률 추락을 늦출 수 있다. 전경하 논설위원

2008년 여름부터 1년간 영국에서 연수 생활을 했다. 시내버스 요금 1.75파운드(약 3000원) 등 물가가 비싸기로 유명한 런던에서 외식비는 더 비쌌다. 식재료를 사와 집에서 해 먹는 수밖에. 귀국하면서 식재료비가 대폭 줄어들 거라고 예상했다. 외식할 때 가격 부담은 줄었지만 식재료비는 별 차이가 없었다. 생산·유통구조에 문제가 있어 식재료비가 상대적으로 많이 든다는 생각은 지금도 그대로다. 올봄 ‘금(金)사과’, ‘금(金)배’에 이어 최근에는 ‘금(金)배추’인 상황은 앞으로도 품목을 바꿔 가며 이어질 것 같다. 이상 기후는 일상이고 농촌은 늙어 가고 있기 때문이다. 한국은행은 지난 6월 과일·채소의 물가를 안정시키기 위해 수입선 확보, 소비품종 다양성 제고 등의 유통구조 개선이 필요하다고 지적했다. 이에 대해 송미령 농림축산식품부 장관이 “농업 분야의 특수성을 고려하지 못했다”며 조목조목 반박했다. 물가 안정이 목표인 한은과 농업 보호·발전이 중요한 농식품부의 당연하고 바람직한 토론이다. 토론에서 한발 더 나아가 보자. 우리나라의 첫 자유무역협정(FTA)은 2004년 발효된 한·칠레 FTA다. 비준 동의안은 2003년 7월 국회에 제출됐지만 농민단체의 반대 등으로 2004년 2월에야 가결됐다. 반대가 집중됐던 품목은 FTA 체결 전에도 수입됐던 포도. 한·칠레 FTA에는 신선 포도의 수입관세를 매년 9.1% 포인트씩 내려 2014년 폐지하는 조항이 있다. 국산 포도가 나오는 5~10월은 지금도 예외다. 이 위기를 포도농가는 샤인머스캣 등 품종 다변화와 고품질 생산으로 돌파했다. 포도 재배면적은 2003년 2만 4810㏊에서 지난해 1만 4706㏊로 줄었지만 동남아 등지로 수출된다. 과정은 물론 쉽지 않았다. 2012년 발효된 한미 FTA의 피해 작물로 거론된 귤도 비슷하다. 레드향, 황금향 등 새로운 품종이 등장했고 지난해부터 뉴질랜드에 수출된다. 사과는 수입되지 않고 있다. 수출을 원하는 나라들은 있지만 전염병이나 해충이 들어올 수 있어 우리나라의 위험분석 기준을 통과해야 하기 때문이다. 지금까지 수입이 허용된 식물 76건에 걸린 시간은 평균 8년 1개월. 이 정도면 유전자교정작물(GEO) 개발이 충분히 가능한 시간이다. 유럽식품안전청(EFSA)은 EFSA저널 7월호에 GEO의 안전성이 전통 육종 방식으로 만든 식물과 동등하다고 발표했다. 육종은 오랜 시간에 걸쳐 같은 종의 식물을 대를 이어 교배해 원하는 특성을 갖도록 만드는 과정이다. DNA의 염기서열을 바꾸는 유전자교정은 전통적 육종 기간을 단축한 것으로 다른 생명체의 유전자를 삽입시키는 유전자변형작물(GMO)과는 다르다는 평가다. GMO가 상용화된 지 25년이 넘었고 이렇다 할 부작용이 보고된 적이 없지만 부정적 인식은 여전하다. 세계 각국은 GEO를 GMO와 구별해 규제를 완화하고 있다. 일본은 유전자 교정을 통해 살이 잘 찌는 도미, 빨리 자라는 복어, 스트레스를 낮추는 기능성 방울토마토 등을 상업화하는 데 성공했다. 미국 식품의약국(FDA)은 지난해 12월 유전자교정을 이용한 혈액질환 치료제 카스케비의 시판을 허가했다. 국내에는 뛰어난 기술이 있다. 국내 바이오기업 툴젠은 3세대 유전자가위(크리스퍼 캐스9)를 이용해 대두의 일부 유전자를 교정해 올리브유의 주요 성분인 올레산이 많은 대두를 개발했다. 지난해 스페인의 이상폭염과 가뭄으로 올리브 재배가 잘 안 돼 올리브유 가격이 크게 올랐지만 올레산이 많은 대두를 국내에서 재배할 수는 없다. 유전자변형생물체법상 GMO와 구분되지 않아 불법이기 때문이다. 정부는 물론 21대 국회도 GEO를 GMO와 분리해 규제를 완화하는 법안을 발의했으나 임기 만료로 폐기됐다. 22대 국회에서도 유사한 법안이 발의돼 있다. 이상기후로 인한 먹거리의 가격 상승과 식량 위기는 상대적으로 취약계층에 더 영향을 미친다. 저소득층은 주로 싼 상품을 소비했기 때문에 대체 가능성이 낮다. GEO는 유전질환 및 암 등 치료제 개발은 물론 동식물 품종개량을 통해 식량 부족 해결에 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 신기술의 적용과 수입을 무조건 반대해서는 농업 경쟁력도, 식량안보도 지켜 내기 어렵다. 전경하 논설위원

나노과학·유전자 등 기술의 발전현실로 다가오는 ‘인간 강화’ 미래 기회·위험에 대한 웃음기 뺀 논의 구약 창세기에 등장하는 최초의 인간 아담은 930세까지 살았고, 대홍수에서도 살아남은 노아는 950살까지 살았다. 성서에서 가장 수명이 긴 인물은 노아의 할아버지인 므두셀라로 무려 969세까지 살았다. 동양에는 이를 뛰어넘는 수명을 가진 인물이 있다. 바로 동방삭이다. 동방삭 앞에 붙는 ‘삼천갑자’가 그의 나이다. 삼천갑자를 계산하면 무려 18만 년이다. 18만 살이라니 아무리 옛날얘기지만 좀 심하다. 그렇다면 ‘진짜’ 인간은 얼마나 오래 살 수 있을까. 이 책은 세계적인 항노화 전문가와 트랜스휴머니즘 철학자가 과학기술 발달로 인간의 수명이 100세 시대를 넘어 1000세 시대가 된다고 할 때 나타날 기회와 위험에 대해 웃음기 싹 빼고 진지하게 논의한다. 책 제목인 ‘호모 엑스 마키나’는 ‘기계에서 강림한 인간’이라는 뜻이다. 나노과학, 유전자가위 같은 생명공학 기술, 인간의 기억과 마음, 의식 전부를 디지털화해 컴퓨터나 기계에 업로드하는 마인드 업로딩 등을 통해 인간의 신체적·정신적 능력을 개선하고 강화한 것을 말한다. 좀 오래됐지만 일본 애니메이션 ‘은하철도 999’의 주인공 철이가 꿈꾸는 ‘기계인간’이 바로 호모 엑스 마키나다. 그런데 고민해야 할 부분은 바로 여기다. 각종 과학기술을 이용해 수명을 늘릴 수 있다면 아무 문제 없이 좋기만 할까. 저자들은 유전자 편집 기술을 예로 들며 질문을 던진다. 현재는 유전자가위로 대표되는 유전자 편집 기술을 인간에게 적용하는 것이 윤리적으로 문제가 있다고 생각하는 이들이 많다. 만약 의학적으로 널리 사용되는 시점이 된다면 돈이 들더라도 자녀들이 더 좋은 삶을 살 수 있게 건강하고 좋은 유전자로 개선해 주는 것이 바람직하지 않을까. 또 근친혼이 유전적 문제 때문에 금지된 것이라면 유전자 편집으로 해결할 수 있으니 허용해도 되지 않을까. 저자들의 이야기를 따라가다 보면 ‘호모 엑스 마키나’는 먼 미래의 이야기가 아니라 곧 도래할 현실이라는 느낌이 든다. 현재 많은 나라가 바이오나 인공지능, 나노과학 등을 ‘미래 먹거리’로 육성하고 있다. 이 책을 읽고 나면 이 기술들이 만드는 장밋빛 미래뿐 아니라 우울한 측면과 문제점에 대해서도 미리 대처 방안을 마련해 놔야 하지 않을까 하는 생각이 들 것이다.

숙명여자대학교 생명시스템학부 이병철 교수가 정밀 유전자 편집 세포치료제의 임상적 적용 가능성을 검증한 연구 결과를 발표했다. 이 기술을 다양한 연구에 적용하면 향후 차세대 유전자치료 기법을 검증하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 이 논문은 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 스템 셀’(Cell Stem Cell)에 지난 20일 게재됐다. 논문명: Impact of CRISPR/HDR-editing versus lentiviral transduction on long-term engraftment and clonal dynamics of HSPCs in rhesus macaques 이병철 교수와 미국국립보건원(NIH) 신시아 던바(Cynthia Dunbar) 선임 연구자 공동 연구팀은 이 연구에서 유전자가위를 이용한 체외 조혈 줄기세포 정밀 유전자 치료의 장기간 생착 효능과 이를 통한 임상적 적용 가능성을 검증했다. 연구팀에 따르면 유전자가위(CRISPR/Cas9)를 이용한 세포유전자치료제는 해당 유전자를 녹아웃시켜 기능을 감소시킬 수 있지만, 다양한 변이를 통해 유발되는 유전질환에는 적용하기 어렵다는 한계가 있다. 또한, 바이러스벡터를 통한 유전자 삽입 방식은 백혈병 등 부작용 우려가 있고, CRISPR-상동재접합(Homology-Directed Repair) 방식을 통한 유전자 삽입은 이식 후 생체 내 지속성에 대한 의문이 존재한다. 따라서 관련성 높은 전임상 모델에서 정밀 유전자 편집 조혈 줄기세포의 이식 후 생착과 지속성, 그리고 이를 통한 임상적 적용 가능성을 검증하는 것이 중요한 과제로 남이 있었다. 연구팀은 상동재접합(HDR) 방식을 통해 타겟 위치에 유전자 바코드를 삽입하는 기술을 개발해 체외로 분리한 조혈 줄기세포를 표지하고, 인간과 유사한 조혈계의 특징을 보이는 비인간 영장류 모델에 자가 이식했다. 그 결과 장기간 추적 연구를 통해 정밀유전자 편집된 세포는 정상세포에 비해 이식 후 생존 능력이 급격히 감소하고, 이식된 세포의 클론성도 감소한다는 사실을 확인했다. 기존 체외 세포배양실험과 마우스 이종 이식을 통한 단기 실험에서는 밝혀내지 못한 새로운 사실을 발견한 것이다. 또 연구팀은 이식 전 생체 외 높은 유전자 편집 효율에도, 생착 후에는 편집세포가 소실되는 것을 확인했다. 특히 이식 세포 추적 결과를 통해 이식 후 장기 조혈 과정에 참여하는 조혈 줄기세포 그룹이 정밀 유전자 편집 기구 적용에 더 취약한 성질을 보인다는 사실을 도출하는 성과도 냈다. 이번 연구는 현재 여러 건의 임상실험이 진행 중인 렌티바이러스 벡터를 통한 유전자 삽입 세포와 앞서 기술한 유전자가위로 정밀 편집된 세포를 동일 개체에 동시에 주입해 경쟁적 자가이식모델을 구축하고, 이식 세포 추적 연구를 통해 두 치료기술의 유효성을 세계 최초로 비교 분석했다는 의의가 있다. 이를 통해 렌티바이러스를 통해 유전자를 삽입한 세포의 체내 생존율이 월등히 높고 다클론성을 유지할 수 있다는 점을 증명했다. 연구를 총괄 수행한 이병철 교수는 “최근 유전자가위 기술을 활용한 카스게비Casgevy나 리프제니아(Lyfgenia) 같은 유전자 치료제가 치료용으로 승인된 반면, 동일 질환 치료제 개발을 위한 그래파이트 바이오(Graphite Bio)의 임상실험(nula-cel)은 이유를 알 수 없는 혈액세포 감소증이 발생해 중단된 바 있다”며 “이번 연구 결과는 그 이유를 과학적으로 설명하며, 최신 유전자 치료 기술의 임상적 적용 가능성을 가늠할 수 있게 하는 주요한 연구 성과”라고 밝혔다. 이어 이 교수는 “향후 개발된 기술을 기초 및 전임상 연구에 확대 적용함으로써 유전자세포 치료기술을 고도화하고, 차세대 유전자 치료기법의 검증연구에도 도입할 계획”이라고 덧붙였다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(기본) 및 선도연구센터(SRC) 지원으로 수행됐다. 이병철 교수는 서울대 수의과대학 학사, 석·박사통합, 박사후 연구원과 미국국립보건원(NIH) 박사후 연구원을 거쳐 2023년 숙명여대 생명시스템학부 교수로 부임했다. 줄기세포생물학, 유전자세포치료제 분야 전문가로 현재 과학기술정보통신부‧한국연구재단 개인연구자지원사업(기본)과 과학기술정보통신부‧한국연구재단 선도연구센터사업(SRC) 등을 수행하고 있다.

초정밀 유전자가위(CRISPR)를 활용한 유전체 검사 플랫폼을 개발하는 기업 진씨커(대표 예성혁)는 NGS 분석 서비스 기업 테라젠지놈케어(대표 임홍계)와 업무 협약(MOU)을 체결했다고 20일 밝혔다. 양사는 건강검진용 암 위험도 검사 서비스 제공 및 희귀질환 진단 기술을 고도화를 위하여 상호 적극적으로 협력한다는 방침이다. 진씨커는 초정밀 유전자 분석 기술 기반의 액체생검 암진단의 표준화를 목표로 하는 진단키트 개발 기업으로, 초정밀 유전자가위(CRISPR)를 도입한 암 진단키트를 세계 최초로 개발해 기존 암진단 유전자검사의 민감도 한계를 극복했다. 이에 혈액만으로도 정밀한 암 유전자 진단이 가능해졌다. 이번 협약 체결을 통해 양사는 액체생검을 이용한 건강검진용 NGS 패널 개발 및 발병 위험성 예측을 위한 스코어링 시스템을 구축하여 수검자의 건강상태 모니터링과 향후 건강관리에 대한 정보를 제공하기로 했다. 테라젠지놈케어는 세계적 수준의 유전체 해독 능력과 바이오인포매틱스 기술을 융합해 최첨단 검사 서비스를 제공하는 산전 유전자 분석 선도 기업으로 이번 협약을 통해 검진용 액체생검 검체 관리, NGS 데이터 생산 및 정도 관리, 데이터 분석 등 검진용 암 위험도 검사 서비스의 수행 및 분석 업무를 제공한다. 또 양사는 희귀질환 진단 기술에 대한 공동 개발도 계획하고 있어 액체생검을 이용하는 다양한 진단 플랫폼 개발로 업무 협력 범위가 확대될 예정이다. 예성혁 진씨커 대표는 “이번 협약을 통해 액체생검 기반의 건강검진용 NGS 서비스를 통해 개인의 건강관리에 대한 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대한다”고 소감을 밝혔다. 임홍계 테라젠지놈케어 대표는 “오랜기간 액체생검 검사를 통해 축적해온 NGS 분석 경험과 지식을 바탕으로 건강검진용 서비스 개발과 성능향상을 위해 협력해 나갈 것”이라며 “또 이번 협약을 통해 국민건강관리 증진에 기여할 수 있는 계기로 만들겠다”고 소감을 밝혔다.

진코어가 글로벌 제약회사와 공동연구 계약을 체결, ‘in vivo’ 유전자치료제 개발에 참여한다. 18일 회사에 따르면 양사가 맺은 계약은 진코어의 초소형 유전자가위 기술인 ‘TaRGET’(Tiny nuclease, augment RNA-based Genome Editing Technology) 플랫폼을 활용해 특정 질환에 대한 in vivo 유전자치료제를 개발하는 것을 목적으로 한다. TaRGET은 CRISPR-Cas9 대비 유전자 편집 효소의 크기가 작아 AAV로 전달이 가능한 것이 특징으로, in vivo 유전자치료제 개발에 유용한 초소형 유전자가위 기술이다. 이번 계약에 따라 진코어는 선급금과 연구비를 받고 공동연구를 진행한다. 아울러 사업화에 성공하면 옵션 행사와 마일스톤으로 최대 3억 5000만 달러를 받게 되며, 매출에 대한 로열티도 추가적으로 받을 수 있다. 단, 계약의 상대회사 및 타깃 질환은 양사의 합의를 통해 비공개로 진행된다. 진코어 설립자인 김용삼 대표는 “본 협력은 TaRGET 플랫폼의 잠재적인 강점을 인정받는 계기로, in vivo 유전자치료제로의 유용성을 검증할 수 있는 기회가 될 것이라 생각한다”고 말했다. 진코어는 현재까지 총 207억의 투자를 유치했다. 회사 측은 이번 기술이전 계약 체결을 통해 초소형 유전자가위기술기반 유전자치료제의 글로벌 시장 진출의 초석을 마련할 것으로 기대하고 있다.

국내 연구진이 대표적인 중증 난치성 유전 피부질환으로 꼽히는 ‘이영양형 수포성 표피박리증(RDEB)‘ 치료에 최신 유전자가위 기술을 활용하는 방안을 제시했다. 연세대 강남세브란스병원 피부과 이상은 교수팀(김송이 연구원)과 서울대의대 생화학교실 배상수 교수팀(홍성아 박사)으로 구성된 공동 연구팀은 최신 유전자가위인 ‘염기교정’과 ‘프라임교정’ 기술을 활용한 체외 유전자 치료 가능성을 확인했다고 밝혔다. RDEB는 유전적으로 7형 콜라겐이 제대로 형성되지 않아 가벼운 일상적 마찰에도 피부와 점막에 물집과 상처가 발생하는 병이다. 피부의 표피와 진피는 고정원 섬유로 단단히 연결돼 있는데, RDEB는 이 고정원 섬유의 주요 구성성분인 7형 콜라겐에 유전적 결함이 생겨 발생한다. RDEB 환자들은 태어날 때부터 전신 피부와 점막의 수포와 상처, 심한 통증과 가려움에 반복적으로 시달린다. 게다가 상처의 이차 감염, 만성 상처 부위에서 발생하는 피부편평세포암, 관절 구축과 손발가락 붙음증(합지증), 식도 협착으로 인한 연하곤란, 만성 빈혈 및 내부 장기 부전 등의 증세가 동반되기도 한다. 하지만 마땅한 치료법이 없어 환자들은 대증 치료에만 의존하고 있다. 다행히 최근 수년 사이에 재조합 7형 콜라겐 주입 치료, 약물치료, 세포치료 및 유전자 치료 등 새로운 치료법 연구가 활발히 이뤄지고 있는데, 연구팀은 이중 유전자 치료에 주목했다. 연구팀은 “체외 유전자 교정 자가 세포치료는 환자로부터 유래한 세포에서 변이 유전자를 교정해 다시 환자에게 넣어주는 치료방식”이라고 소개했다. 연구팀은 7형 콜라겐을 발현하는 COL7A1 유전자 변이 중 우리나라 환자에서 가장 흔한 2가지 돌연변이 교정에 성공했다. 또한 유전자 변이를 교정한 환자의 섬유아세포를 면역결핍 쥐의 진피에 주입하거나, 이를 기반으로 만든 인공피부를 이식했을 때 사람의 7형 콜라겐이 표피-진피 경계부에 RDEB 환자의 피부 취약성을 극복할 수 있을 정도로 침착함을 확인했다. 치료 부위에서 고정원 섬유가 생성되는 것도 확인했다. 배상수 교수는 “아데닌 염기교정 방법과 프라임교정 방법으로 우리나라 RDEB 환자의 유전자 변이 중 각각 42.5%, 97.5% 가량 교정이 가능한 것으로 예측된다. 많은 환자분에게 혜택이 제공될 수 있다”고 전망했다.

국내 연구진이 센서의 색깔 변화만으로 PCR 검사만큼 정확하고 신속항원검사만큼 빠르게 진단할 수 있는 기술을 개발했다. 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 연구진은 코로나19 바이러스 표적 유전자만 신속 정확하게 검출해 현장에서 스마트폰 어플리케이션(앱)으로 코로나19 감염 여부를 진단할 수 있는 바이오센서를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 코로나19 신규 확진자 수가 1주 단위로 2배씩 늘어나는 더블링 현상이 지속되고 있다. 이 때문에 정부도 코로나19 재유행을 사실상 공식화했다. 감염병 유행시기가 되면 가장 중요한 것은 신속, 정확한 진단으로 확진자를 구분해 감염확산을 늦추는 것이다. 현재 코로나19 진단에는 PCR 검사가 표준으로 활용되고 있지만 시간, 장비, 전문인력이 필요하고 현장 진단기술로 활용하기는 쉽지 않다. 반면 일반인들이 간단하게 검사할 수 있는 신속항원검사는 결과가 빨리 나오고 누구나 손쉽게 할 수 있지만 정확성이 떨어진다는 문제가 있다. 연구팀은 복잡한 장비가 필요 없이 핵산 증폭이 가능한 등온 핵산증폭기술과 크리스퍼 유전자 가위기술을 결합시켜 별도의 유전자 추출이나 증폭 없이도 표적 유전자를 신속 정확하게 검출할 수 있는 바이오센서를 개발했다. 또 3D 프린팅 기술로 이번에 개발한 센서를 소형 디바이스로 만들어 현장에서 1시간 내에 신속하고 정확하게 감염 여부를 확인할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 또 인공지능 머신러닝 기반의 스마트폰 앱으로 검체의 색깔 변화를 분석해 바이러스 농도를 쉽게 정량화해 분석할 수 있다. 이 기술은 미량의 바이러스까지도 검출이 가능해 무증상 환자나 초기 경증환자 진단도 가능하다. 실제로 코로나19 감염자를 대상으로 한 실험에서 100%의 민감도와 특이도를 보이는 것이 확인됐다. 강태준 생명공학연구원 박사는 “이번 기술은 바이오센서, 유전자가위, 인공지능 기술을 융합해 현장에서 신속하고 빠르게 코로나19 바이러스를 검출할 수 있는 휴대용 진단기기를 개발한 것에 의미가 있다”며 “추가 연구를 통해 제품화를 해 신종 및 변종 감염병 진단 같은 다양한 바이러스 진단 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

국내 연구진이 세계 처음으로 ‘세포공장’ 미토콘드리아 이상까지 고칠 수 있는 유전자가위 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 유전체 교정 연구단은 미토콘드리아 DNA의 염기를 교정할 수 있는 ‘TALED’ 기술을 개발했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀’ 4월 26일자에 실렸다. 미토콘드리아는 세포 활동을 위한 에너지를 만들어 내는 세포소기관으로 ‘세포공장’으로 불린다. 이 세포공장에 돌연변이가 발생하면 5000명 중 1명꼴로 나타나는 심각한 유전질환이나 암, 당뇨, 노화 관련 질환이 발생하기 쉽다. 질병을 유발시키는 미토콘드리아 DNA 돌연변이는 95개로 이중 90종은 DNA 염기 하나가 변이된 ‘점 돌연변이’로 알려져 있다. 점 돌연변이를 원래 정상 염기로만 교정하면 대부분의 병원성 미토콘드리아 유전질환을 치료할 수 있다는 말이다. 2020년 미토콘드리아 DNA의 시토신(C) 염기를 티민(T)으로 교정할 수 있는 기술이 나오기는 했지만 이는 점 돌연변이 9개만 고칠 수 있다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 미토콘드리아에서 아데닌(A) 염기를 교정할 수 있는 기술을 개발해 점 돌연변이의 43%에 해당하는 39개를 고칠 수 있게 했다. 연구팀은 TALED를 인간 미토콘드리아 DNA에 적용 실험한 결과, 아데닌을 구아닌(G)으로 바꾸는데 성공했다. 특히 UGI라는 단백질을 TALED와 결합하면 시토신과 아데닌의 염기교정을 동시에 할 수 있다는 것도 확인했다. 이렇게 할 경우 아데닌 염기의 절반에 가까운 49%를 교정할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 이끈 김진수 IBS 유전체 교정 연구단장은 “이번 연구는 그동안 마땅한 치료법이 없었던 미토콘드리아 유전질환의 근본적 해결책을 제시했다는데 의미가 크다”며 “TALED는 미토콘드리아 이외의 다른 세포소기관에도 적용 가능해 바이오제약, 생명공학, 농림수산업, 환경 등 다양한 분야에서 활용될 것”이라고 말했다.

고려대학교(총장 정진택)는 지난 23일 고려대 하나과학관에서 ‘보건과학대학 역사전시관’ 개관식을 가졌다고 27일 밝혔다. 이날 국내 예방의학의 선구자인 고(故) 송정 주인호 박사의 가족(딸 주혜란 박사)이 부친의 뜻을 기리며 ‘송정장학금’ 1억을 기부했다. 기부금은 보건과학 분야 인재 양성을 위해 사용될 예정이다. 행사에는 고 주인호 박사가 아프리카에 근무하며 인연을 맺었던 케냐 주한대사를 비롯해 파키스탄, 탄자니아, 키르기스스탄, 아제르바이잔 주한대사 등이 참여했다. 정진택 고려대 총장은 “쾌척해준 장학금은 고려대학교 보건과학대학의 학생들이 보건학의 유구한 역사를 이어가며 글로벌 인재로 성장할 수 있게 하는 든든한 기반이 될 것”이라고 감사의 뜻을 전했다. 이어 “빅데이터, 인공지능 및 유전자가위 기술 등을 활용하는 4차 산업혁명 시대에 다학제간 초융합적 교육·연구를 선도하는 보건과학대학이 21세기형 보건의료 전문 리더 양성과 첨단 바이오 기술 개발을 통해 새로운 미래 가치를 만들어 나갈 것으로 확신한다”고 말했다.

세밑이 되면 가는 해를 아쉬워하고 오는 해를 향해 새로운 희망을 품기 마련이다. 코로나19가 임인년 새해에도 계속될 것이라는 우울한 예측들이 나오지만, 과학자들은 놀라운 연구 성과를 내고 있고 인류에게 희망을 줄 수 있는 연구에 끊임없이 도전하고 있다. 과학저널 사이언스와 네이처는 ‘2021년 최고의 연구성과’와 ‘2022년 주목해야 할 연구’를 발표하면서 과학자들의 노력에 박수를 보냈다. 사이언스가 꼽은 올해 과학계 최고의 연구에는 단백질 구조 해독 시간을 획기적으로 줄인 인공지능(AI) ‘로제타폴드’ 개발이 꼽혔다. 이 연구는 사이언스 독자를 대상으로 한 온라인 투표에서도 39%의 지지를 받아 1위에 올랐다. 단백질이 어떤 특성을 갖고 있는지 파악하기 위해서는 아미노산 서열뿐만 아니라 2차, 3차, 4차구조를 정확히 알아야 한다. 단백질 입체구조 파악을 위해 X선 결정학이나 극저온전자현미경이 이용되고 있다. 문제는 결과를 얻기까지 짧아야 수개월, 길게 보면 몇 년이 걸린다는 점이다. 미국 워싱턴대 단백질설계연구소 연구진은 짧게는 수 분, 길어도 수 시간 내에 단백질 구조를 해독하는 로제타폴드를 만들었다. 로제타폴드로 기존에 밝혀진 단백질 구조를 해독하도록 한 결과 90% 이상의 정확도로 파악하는 것이 확인됐다. 과학자들은 이 연구 결과가 생화학 분야의 판도를 바꿀 것으로 보고 있다. 독자들이 선정한 우수연구성과 2위는 고대 퇴적물에서 고인류의 DNA를 발견한 것이다. 3위는 크리스퍼 유전자가위를 이용한 시력 개선 같은 인체적용 연구가 선정됐다. 이 밖에 코로나19 치료제 개발, 환각제를 이용한 외상후스트레스장애(PTSD) 치료, 화성 지진 관측, 감염병 치료용 단일클론항체 개발, 한 단계 발전한 핵융합기술 등도 올해 우수연구 순위에 올랐다. 새해에 주목해야 할 연구는 어떤 것들이 있을까. 네이처는 3년째에 접어드는 코로나19 상황에 주목해야 한다고 강조했다. 2020년 초 코로나19에 감염됐다가 완치된 이들의 장기적 영향에 대한 추적조사가 본격화될 것으로 예상되고 있다. 변이 바이러스가 계속 등장하는 상황에서 이에 대응할 수 있는 변이 맞춤형 백신과 치료제들을 신속하게 생산할 수 있는 방법도 등장할 것으로 기대된다. 각국의 우주탐사 계획은 2022년 전 세계를 열광시킬 것으로 보인다. 미국 항공우주국(NASA)은 내년 2월 아르테미스 계획의 첫 무인 탐사선 ‘아르테미스 1호’를 쏘아 올린다. 우주인을 태운 유인 탐사선 아르테미스 2호는 2023년에 발사한다. 아르테미스 계획은 2025년까지 달에 인간을 보내기 위한 것으로 미국, 유럽, 일본은 물론 한국까지 참여하고 있는 국제 프로젝트다. 한국도 내년 8월 달 궤도선을 발사한다. 한국 최초의 달 궤도선에는 달의 물과 얼음을 탐지하기 위해 NASA가 개발한 특수카메라를 비롯해 다양한 과학 관측 탑재체가 실린다. 중국도 내년에 톈허 우주정거장을 완성할 계획이며 유럽연합(EU)과 러시아는 2020년에 발사 연기됐던 화성탐사선 ‘엑소마스’ 프로젝트를 재가동한다. 또 거대강입자가속기(LHC) 재가동도 초미의 관심사다. LHC는 스위스와 프랑스 국경에 설치된 27㎞의 원형터널로 이뤄져 있는데 양성자 2개를 각각 다른 방향으로 빛의 속도에 가깝게 가속시킨 뒤 충돌시켜 나오는 입자를 관측하는 장치다. LHC로 ‘신의 입자’로 불렸던 힉스입자를 찾아낸 과학자들은 2013년 노벨물리학상을 수상하기도 했다. 2018년 12월까지 2차 가동을 마친 LHC는 검출기 구성 장치추가를 포함한 개선 작업을 시작했다. 올해 3차 가동을 시작할 계획이었지만 코로나19로 작업이 늦어지면서 내년 6월 가동될 예정이다. 3차 가동이 시작되면 새로운 입자와 암흑물질을 발견할 수 있을지 주목된다. 기후변화, 생물다양성 논의를 위한 제27차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP27), 제15차 유엔생물다양성협약 당사국총회(COP15) 2부회의도 내년에 주목해야 할 부분이라고 네이처는 밝혔다.

국내 연구진이 생명과학 분야 첨단 기술인 유전자 가위의 정확도를 높이고 바이러스 검출 같이 초고감도 유전자 검출기술에 활용할 수 있는 방법을 찾아냈다. 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소 연구진은 크리스퍼-캐스12a 유전자가위가 단일 촉매 활성부위만으로 이중 가닥의 DNA를 부작용 없이 완전히 잘라낼 수 있는 분자 메커니즘을 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 유전자 특정 부위를 절단해 유전체 교정을 가능케 하는 기술을 유전자 가위라고 한다. 특히 3세대 크리스퍼 유전자가위는 간편하게 대량으로 만들 수 있다는 장점이 있다. 크리스퍼 가위는 표적을 안내해주는 가이드RNA와 표적을 잘라내는 절단효소로 구성돼 있다. 크리스퍼 가위에 캐스9이라는 절단효소가 많이 쓰여 크리스퍼-캐스9이 많이 알려져 있지만 최근에는 캐스12a라는 절단효소의 장점이 크다는 것이 알려져 연구가 활발하다. 특히 캐스12a는 극미량의 특정 염기서열의 핵산을 검출하는 기술에도 활용돼 코로나19 진단키트 개발에도 활용됐다. 그럼에도 DNA 절단부위를 정교하게 제어하는 기술이 부족해 유전체 교정에까지는 활용되지 못하고 있다. 이에 연구팀은 캐스12a 유전자 가위의 활용도를 높이기 위한 연구를 실시했다. 연구팀은 단일분자 형광이미징 기술을 활용해 캐스12a는 표적 유전자(DNA) 이중가닥을 순차적으로 절단하고 그 과정에서 캐스12a 유전자 가위-DNA 복합체가 연속적 구조 재배열을 한다는 것을 최초로 관찰했다. 또 표적 DNA 절단을 위해서는 절단 부위의 유전자가 부분적으로 풀려야 하며 마그네슘 이온이 이 구조를 안정화시키는데 결정적 역할을 한다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 이상화 GIST 박사는 “이번 연구는 마그네슘 이온이 크리스퍼 유전자 가위 작동에 필수적인 구조변화에도 영향을 미친다”라며 “추가연구를 통해 정교하게 DNA 절단 활성이 조절된 다양한 유전자 가위 발굴을 추진할 것”이라고 말했다.

많은 사람들이 알고 있듯 암세포는 정상세포와는 달리 비정상적으로 무한증식한다는 특징이 있다. 외과수술, 화학적 항암요법, 방사선치료 등으로도 쉽게 죽지 않고 살아남아 환자를 괴롭히는 경우가 있다. 국내 연구진이 암세포가 외부 스트레스에도 끄떡없이 빠르게 증식하는 이유를 밝혀내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 세포 분열 중 발생하는 DNA 복제 스트레스를 해소시켜 암세포가 죽지 않고 살아남게 만드는 단백질을 발견했다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산연구’에 실렸다. 세포가 분열해 중식할 때는 세포 속 DNA가 함께 복제된다. DNA를 이루는 약 30억쌍의 염기물질이 복제되는 과정 중에는 다양한 원인 때문에 오류가 발생하는데 이 오류를 제때 교정되지 못하면 복제스트레스가 발생해 세포가 죽게 된다. 복제스트레스는 복제 과정에서 발생하는 오류 때문에 DNA 복제가 멈춰 세포 분열과 증식도 멈추게 만드는 역할을 한다. 연구팀은 살아있는 세포에서 실시간으로 단백질 위치를 확인할 수 있는 단초점 세포형광이미징 기술을 활용해 암 세포의 변화를 관찰했다. 그 결과 세포 핵 내부에서 DNA 복제 스트레스 때문에 DNA 복제가 멈춘 위치로 NSMF 단백질이 빠르게 이동하는 것이 관찰됐다. NSMF 단백질은 신경세포 이동을 촉진해 뇌의 발달과 형성에 관여하는 것으로 알려져 있었는데 이번 연구를 통해 암세포의 생존과 확산에도 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. NSMF 단백질은 PRP19, ATR 같은 DNA 복제스트레스를 해소하는 역할을 하는 단백질들을 복제 오류가 발생한 지역으로 이동시켜 복제오류를 수정해 DNA 복제가 다시 이뤄지도록 한다는 것이다. 실제로 정상세포와 비교해 암세포에서는 NSMF 단백질 발현량이 특히 높았는데 이는 NSMF 단백질이 암세포 성장과 분열, 전이를 촉진시키는 역할을 한다는 의미이다. 연구팀은 유전자가위 기술을 이용해 관련 유전자를 제거해 NSMF 단백질 발현을 억제시키면 DNA 복제오류가 누적돼 DNA 복제가 멈추면서 암세포가 성장하지 못하고 죽는 것을 관찰했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 이 같은 사실을 입증하는데 성공하기도 했다. 채영찬 교수는 “지금까지 암세포의 복제스트레스 대응 과정은 미지의 상태로 남아있었다”라며 “이번 연구를 통해 뇌발달에 관여한다고 알려졌던 NSMF 단백질이 세포 복제스트레스 해소에도 참여한다는 새로운 사실이 밝혀져 암세포 복제 스트레스 대응방식을 교란시켜 암세포를 죽이는 방식의 4세대 표적항암제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 우리나라 지식재산(IP) 금융 규모가 사상 처음 2조원을 돌파했다. 4일 특허청에 따르면 국내 지식재산 금융은 2019년 1조원을 첫 달성한 데 이어 지난해는 전년 대비 52.8% 증가한 2조 640억원에 달했다. 2016년(5774억원) 이후 4년만에 3.6배 성장한 것이다. IP 금융은 지재권을 활용해 자금을 조달하는 방식으로, IP 가치평가를 거쳐 금융기관이 담보대출·보증대출·투자 형태로 기업에 자금을 제공한다. 금융 유형별로는 IP 담보대출이 1조 930억원으로 가장 많았고 지재권을 기반으로 보증서를 발급하는 IP 보증 7089억원, 우수 지재권을 보유한 기업 또는 지재권에 직접 투자하는 IP 투자액이 2621억원이다. 특히 IP 금융이 확대되면서 물적 담보가 부족하고 신용도가 낮은 혁신기업에 대출이 집중되면서 코로나19 등으로 어려움을 겪는 중소·벤처기업의 경영난을 완화한 것으로 분석됐다. 지난해 IP 담보대출 기업 1608개사 조사 결과 비우량등급(BB 등급 이하) 대출이 74.4%(1197개사)를 차지했다. 대출금리는 2% 내외로 평균 3~4% 대인 중소기업 신용 대출금리보다 낮아 기업 부담을 덜어줬다. G사는 코로나19 백신물질 개발과정에서 자금난을 겪었으나 유전자가위 특허(7건)를 담보로 운영자금을 대출받아 임상시험을 추진할 수 있게 됐다. IP 투자액 중 유망 특허기술에 투자하는 직접 투자액이 전년(113억원) 대비 4배 이상 증가한 462억원으로 집계됐다. 박호형 특허청 산업재산정책국장은 “IP 금융이 성장기에 진입하면서 금융시장에 고품질 IP 가치평가 서비스를 제공하는 등 활성화를 적극 지원할 계획”이라고 밝혔다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

앞으로 인공지능(AI)·사물인터넷(IoT)·바이오 등 디지털 신산업 분야의 특허 등록이 쉬워진다. 특허청은 18일 우리나라 기업이 국내외 고품질 특허를 확보해 미래 성장동력을 창출할 수 있도록 지원하기 위해 ‘디지털 신산업분야 특허 부여기준’을 제정했다고 밝혔다. AI·IoT 등 5대 핵심분야의 융복합 기술을 중심으로 한 특허 여부 판단 요건 및 명세서 기재 요건 등을 담고 있다. AI의 경우 기업들의 고민이 컸던 명세서 작성에 관한 지침과 유형별 특허 부여기준 및 구체적인 판단 사례 등을 명시했다. IoT 서비스 분야는 기업들의 시장 진입 확대 및 정보통신(ICT) 융복합 기술에 기존의 제조업 기반 특허 부여기준을 적용하는 불합리한 문제를 개선해 발명의 서비스 분야별 특성 및 효과를 고려하도록 기준을 정비했다. 헬스 안마의자의 사용자 맞춤형 기능을 착안해 신체 정보에 따라 좌석을 제어할 수 있는 극장용 4D 의자 등의 특허 등록이 가능해지게 됐다. 또 종자산업에서 ‘크리스퍼 유전자가위’ 기술을 이용해 개량된 종자는 적용 작물을 달리해 효과가 있으면 특허로 보호받을 수 있도록 기준을 완화했다. 그동안 불명확했던 인공지능 기반 신약 개발의 특허 부여기준을 보완해 기업이 약물재창출 기술의 개발 단계별로 최적의 특허출원 전략을 수립할 수 있도록 뒷받침한다. 디지털 특허 기준 마련은 산업 특성을 고려한 맞춤형 심사정책 수립의 일환이다. AI 관련 특허가 최근 5년간 연평균 55% 증가하는 등 산업계는 디지털 융복합 기술 관련 특허에 대한 명확하고 구체적인 특허 부여기준을 요청하고 있다. 미국·유럽·일본 등이 4차 산업혁명기술 보호를 위해 기존 심사기준에 추가하는 것과 달리 특허청은 디지털 신산업별 특허 부여기준을 별도 제정했다. 박종주 특허청 특허심사기획국장은 “디지털 신산업 특허 부여기준은 첨단·디지털 기술이 국내·외 특허 확보 및 시장을 선점하는 첨병 역할을 뒷받침해 국가 산업 경쟁력을 강화하는 데 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

분해되는 바이오플라스틱, 화이트바이오 기술미국·독일 앞서가고 있지만 한국은 아직 부족정부, 유망기업에 3년간 최대 30억원 지원수요 창출, 규제개선, 실증사업 지원도 강화현대사회 구석구석에 넘쳐흐르는 플라스틱 쓰레기. 카페 안에서 1회용 플라스틱 컵을 사용하지 못하게 하거나 플라스틱 빨대를 종이 빨대로 바꾸는 등 ‘탈 플라스틱’ 운동이 전개되기도 했지만, 코로나19 확산으로 테이크아웃과 배달 음식이 주를 이루면서 다시 주춤하는 상황이다. 정부는 근본적인 해결책을 찾기 위해 분해가 되지 않는 기존의 플라스틱을 생분해성 바이오플라스틱으로 바꾸는 ‘화이트바이오’ 기술 개발에 적극적으로 나서기로 했다. 홍남기 경제부총리 겸 기획재정부 장관은 3일 제5차 혁신성장전략회의를 열고 “화이트바이오 산업은 친환경과 탄소 저감을 위한 산업적 대안으로 향후 시장선점을 위한 전략적 투자가 필요한 분야”라고 밝혔다. 화이트바이오 산업이란 기존 화학산업의 소재를 식물 등 재생가능한 자원을 이용하거나 미생물, 효소 등을 활용해 바이오기반으로 대체하는 산업으로, 연료·플라스틱·개인 생활용 제품 등을 친환경적으로 탈바꿈시킨다. 이미 독일의 바스프(BASF)나 미국의 듀폰(Dupont) 등 글로벌 석유화학 기업들은 바이오기업과 협력해 전략적 기술제휴 등으로 산업을 주도하고 있다. 우리나라는 SK·LG화학 등 석유화학 기업과 CJ제일제당 등 발효전문 대기업으로 기술 확보를 노력하고 있지만, 아직까진 사업화 진전 속도가 더딘 상황이다. 일반 플라스틱에 비해 2~3배 비싸고 국내 시장 규모도 작은 탓이다. 이에 정부는 세계적인 추세에 발맞춰 경쟁력을 확보하기 위해 수요 창출 지원, 규제 개선, 기반 구축 등으로 민간투자를 견인하겠다는 계획이다.우선 생분해성 바이오플라스틱 개발을 위해 소재 제품화와 신규 소재 발굴을 지원하고, 실증사업을 추진해 용성을 검증하기로 했다. 이미 산업통상자원부는 올해부터 2024년부터 다중이용시설 등에 개발한 생분해성 바이오플라스틱을 보급·회수해 생분해성을 평가하는 실증사업을 지원하고 있다. 또한 인증제 도입하고, 별도의 쓰레기 처리체계를 만들기 위한 연구에도 나서고 있다. 화이트바이오 고부가가치 제품을 중심으로 한 밸류체인(가치사슬)도 강화한다. 제품화를 위한 연구개발(R&D)을 지원하고, 유전자가위 등 바이오신기술을 적용한 산물을 활용하기 위해 관련 규제를 개선하기로 했다. 기존 위해성심사는 시간·비용 소모가 매우 크지만, 이를 보다 간소화한 사전검토제를 통해 수입·생산 승인 등을 면제해주는 관련 법령 개정안을 내년 상반기에 마련할 계획이다. 신산업에는 바이오기술과 화학공정기술 양 분야를 이해하는 연구인력과 현장 생산인력이 필요하다. 정부는 생명공학이나 화학 등 관련 전공 석박사생을 선발해 화이트바이오 제품개발 및 산업화 관련 기술교육을 연 30명으로 확대하기로 했다. 또한 지역 기반 센터, 중소기업 연수원 등을 활용해 공정부터 개발, 운영까지 현장중심 교육 프로그램을 마련하겠다는 게획이다. 기존에 없던 제품이 많은 만큼 특허 창출과 판로 개척에 대한 지원도 이뤄진다. 금전적 지원도 이뤄진다. 정부는 유망한 중소·벤처기업을 선정해 산업화를 지원하기로 했다. 바이오 기반 대체소재 분야를 포함해 녹색기술 분야 기업들을 3년간 최대 30억원까지 지원한다. 주무장관인 성윤모 산업부 장관은 “화이트바이오 산업은 최근 논의되고 있는 탄소 저감, 플라스틱 쓰레기 문제 등에 있어 유용한 해결책이 될 수 있다”며 “정부는 화이트바이오 산업이 미래 성장 동력이 될 수 있도록 다각적인 지원을 아끼지 않겠다”고 전했다. 세종 나상현 기자 greentea@seoul.co.kr

‘유전자 가위’ 기술을 활용한 임목 개량이 산림 분야에서 처음으로 이뤄졌다.산림청 국립산림과학원은 26일 유전자 가위 기술해 엽록소가 합성되지 않는 백색증(알비노) 포플러 나무를 개량하는 데 성공했다고 밝혔다. 유전자 가위 기술은 생명체가 가지는 DNA 특정 영역을 교정하는 기술로 질병 치료와 동물·작물의 품종 개량 등에 활용할 수 있어 생명공학계에서 ‘혁명’으로 평가한다. 수종 개량시 형질이 좋은 나무를 선발해 다음 세대 종자에서 자란 나무가 우수한 형질을 갖는지 판단하는 데 약 20년 이상의 기간이 걸린다. 그러나 유전자 가위 기술을 이용하면 특정 목적의 유전자만 정확하게 교정해 유용하고 우수한 유전 형질을 가진 나무로 단시간에 개량할 수 있다. 연구진은 식물에서 엽록소 생합성에 관여하는 피토엔불포화화효소(PDS3)와 유사한 유전자를 포플러 나무에서 발견해 유전자 가위로 교정한 결과 백색증 포플러 나무를 만들었다. 유전자 가위 기술은 유전자변형방식(GMO)과 달리 규제 대상이 아니어서 대두·벼·상추·토마토 등의 작물에 활용되고 있다. 한심희 산림생명공학연구과장은 “유전자가위 기술 적용으로 환경 스트레스에 강한 품종 등 맞춤형 나무를 생산할 수 있는 시대가 가능해졌다”고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr