미국은 지난해 9월 '생명공학·바이오제조 이니셔티브' 행정명령을 통해 바이오 기술로 에너지·화학·소재 등 기존 제조산업의 혁신을 표명했다. 중국도 지난해 5월 '바이오 경제 5개년 계획'을 발표하고 바이오 기술 기반의 경제발전을 본격화했다.
그만큼 바이오 기술은 국가의 안전·번영과 직결돼 있으며 이제는 기술패권 경쟁의 주인공으로 떠오르고 있다. 우리나라도 이에 뒤쳐지지 않기 위해 팔을 걷었다. 우리나라가 앞서고 있는 디지털 기술과 융합을 통해 바이오 연구와 산업의 생산성을 끌어올리는 데 힘을 쏟고 있어서다. 앞으로의 목표는 바이오 선진국으로 진입하는 데 있다.
◆ 2030년까지 글로벌 수준의 데이터 강국 진입을 위한 데이터 공유 플랫폼 완비
과학기술정보통신부가 지난해 말 발표한 '디지털바이오 혁신 전략'은 바이오 산업을 통한 국가 경쟁력 확보에 초점을 맞추고 있다. 국제사회가 앞다퉈 바이오 기술 개발에 속도를 높이는 이유이기도 하다.
먼저 디지털바이오 신기술‧신산업 육성에 시선이 집중되고 있다. 과기부는 정보기술을 활용할 뿐더러 신개념 바이오 연구·산업을 육성할 계획이다.
올해부터 10년간 4000억원 규모의 첨단뇌과학 분야 연구개발투자를 통해 뇌-기계 인터페이스, 뇌기능·질환 시각화, 뇌신호 측정‧해석 기술을 개발하고 사업화까지 지원한다. 전자약, 디지털치료제 등 정보기술을 활용한 신개념 치료제 시제품 개발을 지원하고, 생체에 적용할 수 있는 바이오칩이나 전자인공장기 같은 바이오닉스 기술 개발도 추진한다.
인공지능‧빅데이터‧로봇 기술을 활용하여 바이오 연구와 제조공정을 자동화‧고속화 할 수 있는 바이오조립생산 기반 구축을 본격 추진한다.
디지털 분석기술과 신기전‧신물질을 활용한 신약개발 원천기술도 확보한다. 프로테아좀‧오토파지 등 생체 내 단백질 분해시스템을 활용한 신약, 유전자를 조작한 면역세포를 활용한 신약, 소형 간섭 RNA(siRNA), 펩타이드 신약 등 최근 활발히 개발되고 있거나 해외 성공사례가 있는 분야에 대한 우리나라의 원천기술 확보를 지원한다.
유전자 편집‧제어‧복원 기술의 효율을 2배 이상 높이고 줄기세포 분야에서는 조직별‧세포기원별 정보를 체계화한 줄기세포 유전체 지도(Atlas)와 데이터베이스도 구축한다.
인공지능(AI) 기술을 활용한 신약 후보물질 발굴 플랫폼 기술을 향상시키고 다양한 신약 후보물질 발굴을 신속하고 효율적으로 진행할 수 있도록 지원할 예정이다. 생명체의 빅데이터를 이용해 유전정보, 생체기능 및 생명기작을 설계‧예측할 수 있는 모형화 기술인 휴먼가상모형 기술 개발과 활용도 지원한다.
인체유래물, 해양생물, 종자, 천연물 등 14대 바이오 소재에 대한 통합 정보 포털시스템을 구축해 유효물질 발굴과 활용을 지원한다. 기존 화합물은행을 고도화한 '디엔에이(DNA) 바코드 화합물 은행' 핵심기술을 확보하고 공공은행을 구축해 유효물질 발굴 속도를 높인다.
국가 바이오 데이터 스테이션 구조도 [자료=국가 바이오 데이터 스테이션] 2023.05.23 biggerthanseoul@newspim.com
기술발전과 정책‧사회‧경제‧안보 변화를 반영해 바이오 혁신전략을 지속 발전시킬 민관 합동 협의회를 구성, 해외 주요 연구기관과 합성생물학, 감염병 등 국가필수전략기술에 대한 기술협력을 강화한다.
교육‧연구‧산업 현장 간 유기적 연계가 가능하도록 사업 중심의 융합 교육 프로그램을 신설한다. 바이오 데이터 분석·활용 전문역량을 갖춘 바이오데이터 조정자(코디네이터)도 양성한다. 올해부터 디지털 융복합 미래 의료 기술개발사업을 통해 융합형 의사과학자(MD-Ph.D.)도 본격적으로 양성하고 있다.
합성생물학 등 전략적 육성이 필요한 기술별로 법적 지원 근거 마련을 위해 관련 법령을 제‧개정한다. 연구개발전략 수립부터 제품화까지의 과정에서 규제를 극복할 수 있도록 민관합동 바이오 규제개선반도 본격 운영한다.
바이오 전 분야의 연구데이터를 통합 수집‧관리‧공유하는 '국가 바이오 데이터 스테이션(K-BDS)'는 이미 구축됐다. 실제 2022년 10월 기준 약 146만건의 데이터가 확보됐다. 오는 2026년까지 총 1780억원의 예산을 추가 투입할 예정이다.
임무 지향적 신규 연구개발사업을 기획해 고품질의 바이오 데이터를 확보한다. 국제 수준의 데이터 등록 표준양식을 마련해 표준화된 데이터 축적을 지원한다. 연구자 개개인이 데이터 관리계획(DMP)를 수립해 '국가 바이오데이터 스테이션'에 연구 데이터를 등록하도록 추진한다.
축적된 바이오 데이터에 대해 인터넷기반자원공유 기반 인공지능 분석환경을 제공하고, 데이터 생산자와 연구자, 분석 전문가와 활용 기업 간 수요 맞춤형 데이터 중개를 활성화한다. 바이오 난제 해결에 중점을 둔 디지털바이오 선도사업도 추진한다.
과기부 관계자는 "오는 2030년까지 글로벌 수준의 바이오 데이터 강국 진입을 위해 데이터 공유 플랫폼을 완비할 것"이라며 "디지털바이오 신기술‧신산업 창출을 비롯해 디지털바이오 기반기술 확보, 데이터 기반 바이오 연구 확산, 디지털바이오 육성 생태계 조성 등에 힘을 쏟고 있다"고 말했다.
◆ 국가생명연구자원정보센터 통해 생명연구자원 총괄 관리 '박차'
오믹스(데이터 세트를 바탕으로 하는 생물학) 정보, 임상 정보, 생활 습관 정보, 영상 정보 등 다양한 형태의 바이오 데이터에 AI 및 빅데이터 분석 기술을 결합해 새로운 기술과 제품을 만들어 내는 생명정보 기반의 산업 시대를 맞이하고 있다.
이같은 국제사회의 흐름 속에서 정부는 2009년 '생명연구자원의 확보, 관리 및 활용에 관한 법률'을 제정했다. 이에 따라 국내 생명연구자원정보의 총괄 관리를 위해 국가생명연구자원정보센터(KOBIC)를 지정했다.
국가생명연구자원정보센터(KOBIC)은 지난해 12월 20~21일 부여리조트에서 정보센터 협의회 워크샵을 열었다. [자료=국가생명연구자원정보센터] 2023.05.23 biggerthanseoul@newspim.com
2020년에는 바이오 경제 강국 실현을 가능하게 하는 생명연구자원 인프라 조성을 위한 '제3차 국가생명연구자원 관리 활용 기본계획'을 수립, 범부처 바이오 데이터 및 소재 정보를 통합 수집·제공하는 체계를 마련했다.
수집된 바이오 연구 데이터 및 소재 데이터를 중심으로 연구자들이 데이터 기반 연구를 원활히 수행할 수 있도록 연구자별 데이터 저장 공간과 연구자 간의 데이터 공유 및 협업이 가능한 가상 연구 환경을 제공하고 있다.
국가생명연구자원정보센터는 부처 간의 정보연계 활성화를 위한 협의회 및 워크샵 개최, 기관간의 연구협력을 위한 MOU, 연구자들을 위한 생명정보교육, 연구지원, 정기세미나 등을 수행하고 있다.
KOBIC은 국가 바이오 연구데이터의 효율적인 확보와 체계적인 관리 및 지속 가능한 활용을 극대화해 생명공학의 발전기반을 조성, 생명과학 연구 및 국가기술경쟁력 향상에 기여하고 있다.
이런 가운데 KOBIC은 부처·사업·연구자별 흩어져 있는 데이터를 통합 수집·제공하는 국가 바이오 데이터 스테이션을 구축, 데이터 기반의 바이오 연구 환경을 조성하고 있다.
실제 바이오 연구 데이터는 생명과학 분야의 국가 연구·개발(R&D) 사업을 통해 생산된 모든 종류의 데이터를 의미한다. 이같은 데이터를 활용한 혁신 연구 방식이 각광을 받으면서 R&D 혁신을 견인하고 있다.
데이터 기반 바이오 연구 환경 주체별 역할 [자료=과학기술정보통신부] 2023.05.23 biggerthanseoul@newspim.com
앞으로는 소수의 선진국 연합 주도의 바이오 데이터 패권주의가 심화될 것으로 예상된다.
이를 대비하기 위해 정부는 국내 바이오 데이터를 범부처가 협력해 국가 차원에서 체계적으로 확보·관리하는 동시에 연구자들에게 제공해 연구에 활용할 수 있는 체계를 마련했다.
KOBIC은 국제적 수준의 유전체 데이터를 제공하기 위해 국제 염기서열 데이터베이스 연합(INSDC) 3개 기관에 준하는 국제적 저장소로 인정받기 위해 노력하고 있으며, 국가 바이오 데이터 스테이션(K-BDS)을 구축해 지난해 12월부터 정식 운영 중이다.
K-BDS는 INSDC의 유전체 표준 데이터 양식을 준수하며, 영문화, 보안성, 안정성을 갖추고 있다는 게 KOBIC 관계자의 설명이다.
이와 함께 K-BDS는 저널 데이터 저장소로도 인정을 받고 있다. 이달 기준으로 모두 25편의 논문이 K-BDS를 데이터 저장소로 사용해 게재됐기 때문이다.
과기부 관계자는 "K-BDS에서는 연구자의 데이터 활용을 지원하기 위해 대용량 데이터 분석 환경을 구축, 제공하고 있으며 이를 위해 포털을 운영중"이라며 "이를 통해 K-BDS의 분석 인프라로 구축한 고성능 컴퓨팅 자원을 연구자에게 제공하고, 창출된 활용 성과를 공유할 뿐만 아니라 연구자간 협업을 촉진하기 위한 교류의 장을 마련하고 연구네트워크 활성화를 위한 다양한 정보를 제공하고 있다"고 강조했다.
