과학기술정보통신부	보도자료

보도시점	2024. 2. 26.(월) 12:00 (2024. 2. 27.(화) 조간)	배포	2024. 2. 26.(월) 09:00

바이오 대전환 시대, 그 속에서 미래를 보다.

- 디지털 혁신이 강조된 「2024년 10대 바이오 미래유망기술」 발표 -

- 차세대 롱리드 시퀀싱(플랫폼바이오), 마이크로바이옴 표적 항암백신(레드바이오), 기후변화 대응 디지털 육종(그린바이오), 바코드 미생물(화이트바이오) 등 선정 -

과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’) 와 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 ‘KRIBB’)은 2월 26일(월) 바이오 분야의 미래 비전을 제시할 「2024년 10대 바이오 미래유망기술」(이하 ‘바이오 미래유망기술’)을 발표하였다.

과기정통부와 KRIBB은 2015년부터 바이오 미래유망기술 발굴을 추진해오고 있으며, 올해도 플랫폼바이오(기초·기반)*, 레드바이오(보건의료), 그린바이오(바이오농업), 화이트바이오(바이오화학/환경) 분야에서 향후 5~10년 이내 기술적 또는 산업적으로 실현이 기대되는 10개의 바이오 미래유망기술을 발굴하고 그 결과를 바이오 정보 포털사이트 바이오인(www.bioin.or.kr)에 공개하였다.

* 레드, 그린, 화이트바이오 외에 바이오 전반에 교차(Cross-cutting)하는 영역으로, 새로운 발견을 이끄는 동시에 그 자체가 산업을 형성하는 가능성 보유

< 2024년 10대 바이오 미래유망기술 >

분야	기술명
플랫폼바이오 (Platform Bio)	▸차세대 롱리드 시퀀싱(Next-generation long-read sequencing) ▸DNA 나노모터(DNA nanomotor) ▸인간-기계 상호작용 제어기술(Human–machine interactions)
레드바이오 (Red Bio)	▸마이크로바이옴 표적 항암백신(Microbiome-targeting cancer vaccine) ▸신경질환 치료 전자약(Electroceuticals for neurological disorders) ▸면역펩티도믹스(Immunopeptidomics)
그린바이오 (Green Bio)	▸기후변화 대응 디지털 육종(Digital breeding for climate change resiliency) ▸AI 기반 자율재배 스마트팜(AI-based smart farms)
화이트바이오 (White Bio)	▸바코드 미생물(Barcoded microbes) ▸데이터 기반 친환경 농약 합성기술(Data-based ecofriendly pesticide synthesis)

올해 선정된 10대 기술에는 ▴차세대 롱리드 시퀀싱(플랫폼바이오), ▴마이크로바이옴 표적 항암백신(레드바이오), ▴기후변화 대응 디지털 육종(그린바이오), ▴바코드 미생물(화이트바이오) 등이 포함되었다.

’차세대 롱리드 시퀀싱‘은 수십만 개 이상의 DNA/RNA 분자에 담긴 염기서열 정보를 보다 길게, 높은 정확도로 해독하는 기술이다. 기존 시퀀싱 방법으로는 한계가 있었던 염색체 단위의 염기서열 분석을 통해 질환의 원인이 되는 유전자 변이 탐색과 고품질 유전체 지도 작성을 가능케 할 전망이다. 특히, 모든 신생아의 유전체를 시퀀싱하는 미래 지향적인 프로젝트가 영국과 미국 뉴욕시에서 본격 추진될 예정인 만큼, 정밀의료의 핵심인 개인 유전체 시퀀싱에 대한 수요와 시장이 가파르게 상승할 것이라는 예측은 해당 기술을 주목하는 또 다른 이유이다.

최근 마이크로바이옴이 대사, 면역, 뇌신경질환뿐만 아니라 암의 성장에 역할을 한다는 사실이 규명되면서, ’마이크로바이옴을 표적으로 한 항암백신‘이 레드바이오 분야의 미래유망기술로 선정되었다. 항암백신의 표적이 되는 신생항원(neoantigen)*이 적게 존재하여 치료제 개발이 어려운 일부 난치성 암에 대해 새로운 치료 전략을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

* 유전자 돌연변이 등 암세포에서 일어나는 변화로 새롭게 출현하는 항원

또한, 디지털 전환과 합성생물학 패러다임이 반영된 글로벌 난제 해결 기술들이 선정되었는데, 그린바이오 분야의 ’기후변화 대응 디지털 육종‘은 유전체 분석 및 AI 기술을 활용하여 더위, 가뭄과 같은 기후변화에 강한 품종을 개발하는 기술로 지속가능한 농업 실현에 기여할 것으로 보인다. 합성생물학을 응용하여 무해한 미생물에 특정 DNA 서열(DNA 바코드)을 삽입, 이를 통해 경제적이면서도 신속하게 출처 정보 및 이동 경로를 추적할 수 있는 ’바코드 미생물‘은 제품 유통, 감염병 추적, 법의학 등에 활용 가능한 기술로 화이트바이오 분야에서 선정되었다.

한편 연구진은 최적화된 미래유망기술 발굴 절차를 구축하기 위해서 다양한 연구 방법(기술융합형 □ 이슈대응형 □ 혁신발견형 □ 혁신공감형)을 시도해왔다. 특히, 2021년부터는 출연연구기관들의 전문역량을 결합하여 객관성과 정확성을 확보하는 차원에서 한국과학기술정보연구원(원장 김재수, 이하 ‘KISTI’)과 협력하여 위크시그널(Weak Signal*) 탐색 모델의 데이터 분석결과를 활용해오고 있다.

* KISTI에서 개발한 탐색 방법론으로, 논문 빅데이터와 AI 알고리즘을 통해 단기간 내 급부상하는 기술 키워드를 파악

과기정통부 노경원 연구개발정책실장은 “10대 바이오 미래유망기술은 고령화, 감염병, 기후변화 등 글로벌 난제 해결에 기여할 수 있는 가능성을 갖고 있는 동시에 정밀/맞춤(Precision/Personalization), 재생 (Regeneration), 지속가능(Sustainability)이라는 미래비전도 제시하고 있다”고 의미를 부여하면서, “앞으로도 새로운 유망기술 발굴과 전략적 투자 강화는 물론, 글로벌 선도국과의 협력을 확대하는 등 첨단바이오 분야에서 Fast-follower가 아닌 First-mover형 R&D 기반을 만들기 위한 노력을 지속하겠다”고 강조했다.

담당 부서	기초원천연구정책관	책임자	과 장	남혁모	(044-202-4550)
<총괄>	생명기술과	담당자	서기관	강성환	(044-202-4551)
			주무관	윤석훈	(044-202-4555)
<관련기관>	한국생명공학연구원	책임자	센터장	김흥열	(042-879-8370)
	국가생명공학정책연구센터	담당자	실 장	김무웅	(042-879-8375)
			연구원	정주혜	(042-879-8365)
	한국과학기술정보연구원	책임자	본부장	김은선	(02-3299-6034)
	데이터분석본부	담당자	연구원	양혜영	(02-3299-6069)

붙임1		2024년 10대 바이오 미래유망기술 인포그래픽

분야

미래유망기술 주요 내용

플랫폼

바이오

Platform Bio

차세대 롱리드 시퀀싱 (Next-generation long-read sequencing)

▹ 수십만 개 이상의 DNA/RNA 분자에 담긴 염기서열을 보다 길게, 높은 정확도로 해독하는 기술

▹ 기존 시퀀싱 기술로는 한계가 있었던 염색체 수준의 염기서열 분석을 통해 질환의 원인이 되는 유전자 변이 탐색과 고품질 유전체 지도 작성이 가능

DNA 나노모터 (DNA nanomotor)

▹ DNA 가닥으로 이루어진 나노미터 규모의 모터로, 자가조립이 가능하며 외부의 전기, 자기 신호나 체내 에너지원(ATP 등)을 이용하여 구동 가능

▹ 나노기계 및 로봇에 적용되어 질병 진단, 약물 전달 등 다양한 영역에서 활용될 수 있으며, 반도체 핵심 부품인 트랜지스터의 소형화 한계 극복에 기여

인간-기계 상호작용 제어기술 (Human–machine interactions)

▹ 인간과 기계 사이의 상호 작용을 매개하여 정확한 감지와 피드백 기능을 갖춘 장치 및 시스템

▹ 맞춤형 상호작용 기술을 통해 기계가 일상 생활의 동반자로서 역할을 하는 데 도움을 주어 지능적이고, 효과적인 건강관리, 재활, 교육 등의 서비스를 실현

레드

바이오

Red Bio

마이크로바이옴 표적 항암백신 (Microbiome-targeting cancer vaccine)

▹ 암의 성장을 돕는 등 암과 관련된 특정 마이크로바이옴이 표지하는 항원을 표적으로 하는 항암백신

▹ 암세포에 신생항원(neoantigen)*이 적게 존재하여 항암백신과 치료제 개발이 어려운 난치성 암에 대한 치료 가능성을 제고

* 유전자 돌연변이 등 암세포에서 일어나는 종양 특이적 변화에 의해 새롭게 출현한 항원

신경질환 치료 전자약 (Electroceuticals for neurological disorders)

▹ 신경을 전기적으로 자극하여 치매, 우울증과 같은 질환의 증상을 완화 또는 질병의 진행을 더디게 하고, 더 나아가 신경을 재생시키는 기술

▹ 약물 치료 또는 외과적 수술에 의한 병변 제거가 어려운 신경질환을 치료할 수 있으며, 신약 대비 적은 비용과 짧은 시간으로 개발 가능

면역펩티도믹스 (Immunopeptidomics)

▹ 면역 관련 펩타이드를 분석하고 이를 데이터베이스로 구축하여 새로운 면역항암제, 면역치료제 개발을 위한 표적을 예측□발굴 하는 기술

▹ 암세포, 질환세포를 직접 공격하는 치료 방식이 아닌, 인체의 면역체계를 이용한 다양한 치료 전략을 제공하여 암 및 면역질환을 극복하는 데에 기여

그린

바이오

Green Bio

기후변화 대응 디지털 육종 (Digital breeding for climate change resiliency)

▹ 유전체 분석 및 AI 기술을 활용하여 더위, 가뭄과 같은 기후변화에 강한 품종을 개발하는 기술

▹ 정밀한 유전적 특성 예측과 효율적인 육종 과정을 통해 환경 변화 및 조건에 따라 우수 품종을 신속하게 개발하여 지속 가능한 농업 실현에 기여

AI 기반 자율재배 스마트팜 (AI-based smart farms)

▹ 작물의 생육/생리, 장애/질병 등 실시간 모니터링을 통해 배양 환경 조절 등을 자율적으로 수행하는 재배 플랫폼

▹ 예측 및 지속 가능한 방식의 농업으로 생산성과 효율성을 높일 수 있으며, 농촌 인구 고령화로 인한 노동력 감소 문제 해결에 기여

화이트 바이오

White Bio

바코드 미생물 (Barcoded microbes)

▹ 합성생물학을 응용해 무해한 미생물에 특정 DNA 서열(DNA 바코드)을 삽입하여 출처 정보 및 이동 경로를 추적하는 기술

▹ 미생물 기반의 태깅 및 라벨링 기술로 경제적이면서도 신속하게 추적 가능하며 제품 유통, 감염병 추적, 법의학 등에 활용 가능

데이터 기반 친환경 농약 합성기술 (Data-based ecofriendly pesticide synthesis)

▹ 해충, 미생물, 식물 등의 유전체 분석을 통한 후보 물질 설계, 합성과 빅데이터 기반의 독성 예측을 통해 친환경 농약을 개발하는 기술

▹ 유전체 등 빅데이터를 활용하여 후보물질 설계부터 유효물질 탐색 및 선도물질 도출, 최적화, 독성 예측까지 소요되는 시간과 비용을 줄여 전통적인 농약 개발 과정을 혁신

붙임2		2024년 10대 바이오 미래유망기술 주요내용

붙임3		2024년 10대 바이오 미래유망기술 발굴 프로세스

□ 그간의 노하우를 결집한 “혁신공감형*” 연구 과정에 따라 KISTI 위크시그널 탐색 모델 기반 데이터를 중심으로 혁신형 시드(seed) 발굴

ㅇ 최신 이슈와 트렌드를 포함하기 위한 상시 모니터링 트랙**을 추가

* (1단계) 바이오 위크시그널, 그간 발굴된 미래유망 후보기술 재평가, 최근 연구 이슈 및 성과 모니터링을 통해 혁신 시드 도출 ⇨ (2단계) 혁신 시드를 기반으로 전문가 토의를 통한 후보기술 도출 및 설문조사를 통한 최종선정 ⇨ (3단계) 공감 형성을 위한 단계로, 기술 소개 동영상 제작 및 전문가 심층 동향보고서 발간

** Nature, Science 등에서 발표되는 바이오 R&D 최신 이슈 및 주요 연구성과를 상시 모니터링하여 혁신 시드를 도출