“ 2025 바이오 미래유망기술”

금회는 국가생명공학정책연구센터가 한국생명공학연구원, 한국과학기술정보연구원과 공동으로 작성한 “ 2025 바이오 미래유망기술”를 전송드립니다.

국가생명공학정책연구센터는 2015년부터 바이오 미래유망기술 발굴 연구를 추진해오고 있습니다. 생명현상 연구(생명과학)를 기반으로 향후 5∼10년 이내에 기술적 또는 산업적 실현이 가능하고, 향후 기술적 혁신성, 산업적 혁신성에 대한 

파급효과가 높게 전망되는 기술(과학, 현상, 개념 포함)을 대상으로 하고 있습니다.

2025년에는 AI 시대에서 바이오 R&D 혁신을 촉발할 4개 분야를 △관찰/분석(Read), △편집/리프로그래밍(Edit), △모사/합성(Write), △예측/시뮬레이션(Imagine) 등으로 나누어 10대 미래유망기술을 선정, 도출하였습니다.

4개 분야별 미래유망기술과 주요 내용은 다음과 같습니다.

① 관찰/분석(Read)

 ▶인간 면역체(Human immunome)

  -글로벌 면역 데이터베이스를 기반으로 인간 면역체계의 AI모델을 개발하여 면역 다양성과 복잡성을 이해하고, 이를 통해 기초 면역학 및 신약개발에 활용

  -인간 면역체계의 다면적인 특성과 복잡한 작동 원리를 깊이 파악함으로써 새로운 치료법과 면역 모니터링 기술개발에 도움이 되는 동시에 면역 시스템 예측 모델 개발에도 활용 가능

 ▶다중암 조기진단(Multi-cancer early detection)

  -혈액검사를 기반으로 암 바이오마커를 정밀하게 분석하여 기존에 검출이 어려웠던 다양한 암을 조기에 탐지하여 치료 가능성이 더 높은 초기 단계의 암을 식별

  -단일 검사로 다양한 암을 동시에 감지하고, 췌장암, 간암, 뇌암 등 조기 진단이 어려운 암을 발견하여 암 환자의 생존율 향상과 치료 비용 절감에 기여

 ▶RNA 구조체(RNA structurome)

  -단백질 합성에 필요한 유전정보 전달의 역할을 넘어, 그 자체의 2차 및 3차 구조가 생물체의 발달, 질병, 노화 등 생명 현상에 미치는 영향을 연구

  -RNA 안정성과 번역 효율을 개선함으로써 맞춤형 치료제 및 백신 설계뿐만 아니라 농업에서 식물의 성장 조절, 환경 복원에서 유전적 적응성 강화 등 다양한 분야에 혁신적 응용 가능성을 제공

② 편집/리프로그래밍(Edit)

 ▶AI가 디자인한 유전자 편집기(AI-designed gene editors)

  -인공지능 기술을 활용해 자연적으로 발견되는 CRISPR 시스템의 한계를 극복하여 보다 정밀하고 효율적인 유전자 편집 도구를 설계하는 기술

  -고효율 및 고정밀의 새로운 유전자 편집 도구의 개발을 통해 부작용을 최소화하며, 맞춤형 치료와 질병 연구는 물론 작물 품종 개선, 신소재 개발 등 여러 분야에서 널리 활용 가능

 ▶항노화 항체치료제(Anti-aging antibodies)

  -노화 과정에서 증가하며 혈관을 통해 전신에 부정적인 영향을 미치는 주요 세포와 인자를 표적으로 제어하는 항체 기반 치료제

  -전신 노화의 주요 원인인 비정상적인 조혈줄기세포와 염증 인자를 정밀하게 표적하여 전신 염증을 완화하고, 면역 체계를 재활성화 함으로써 지속적인 항노화 효과를 제공

 ▶분자 접착기술(Molecular glue)

  -세포 내 단백질이나 분자를 인위적으로 접착시켜 새로운 생명현상을 유도하여, 세포 기능을 조절하는 기술

  -새로운 형태의 분자 간 상호작용을 유도해 기존에 표적하기 어려웠던 단백질과 분자의 기능을 조절하는 등 다양한 생물학적 작용을 촉진

③ 모사/합성(Write)

 ▶살아 움직이는 생물학적 로봇(Motile living biobots)

  -다양한 조직의 전구세포를 배양해 자가 조직화된 살아 있는 생물학적 로봇으로, 스스로 이동하며 치료제를 정밀하게 전달하는 등 생체 내에서 다양한 기능을 수행

  -생분해가 가능하고 스스로 복구할 수 있어 미래의 바이오의학(동맥을 청소하거나 약물을 전달하는) 또는 조직공학적 응용(지속가능한 건설 및 우주 탐사)이 기대

 ▶디지털 인공장기(Digital artificial organs)

  -인체의 생리적 신호를 디지털 방식으로 정밀하게 분석하고, 이를 세포 기반의 인공장기와 통합하여 인공장기 및 신체의 기능을 보강

  -디지털 데이터와 인공장기의 결합은 바이오 분야의 정밀한 제어를 가능하게 하여 재생의료와 치료제 개발뿐 아니라 동물 건강 모니터링, 극한 환경에서 인체 적응 연구 등에 활용 가능

④ 예측/시뮬레이션(Imagine)

 ▶바이오 파운데이션 모델(Bio foundation model)

  -대규모 생물학적 데이터를 학습하여 생명현상을 예측하고 새로운 원리를 추론하여 생명과학 작업을 자동화하고 최적화하는 범용 인공지능 모델

  -새로운 생체분자 설계와 신약후보 발굴뿐만 아니라, 작물의 유전자 개선, 오염물질의 생물학적 처리 최적화, 생체기반 소재개발 등 다양한 작업에서 높은 정확도와 효율성을 제공

 ▶헬스케어 디지털 트윈(Healthcare digital twin)

  -개인의 신체와 건강 상태를 디지털로 모델링하고 시뮬레이션을 통해 신약, 의료기기 및 헬스케어 관련 제품, 서비스 설계와 개발 지원

  -동물실험과 임상시험에서의 윤리적 문제를 완화하며, 다양한 조건에서 제품 설계와 안전성·유효성을 정밀하게 평가함으로써 개발 주기를 획기적으로 단축

첨부자료로 첨부1) 2025 바이오 미래유망기술 설명자료,  첨부2)그간 발굴된 바이오 미래유망기술 리스트,  첨부3)그간 발굴된 바이오 미래유망기술 그룹핑 등을 제시하고 있습니다.

업무에 도움이 되시기 바랍니다

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                                                 게시자 : 김필주 기술사