세계경제포럼 산하 '생명공학 글로벌아젠다위원회(Global Agenda Council on Biotechnology·의장 이상엽 KAIST 교수)'는 25일 급속도로 수요가 증가하고 있는 에너지와 자원, 인류의 삶의 질을 향상시키는 식품, 영양 및 보건에 도움이 될 10대 바이오기술을 선정, 발표했다.

이번에 선정된 10대 바이오기술은 ▲생명공학기술에 기반을 둔 화학물질, 에너지, 연료, 기타 물질의 지속가능한 생산 ▲지속가능한 식량생산 공학 ▲해수를 이용한 바이오 처리기술 ▲나노자원배수기술을 통한 폐기물 배출 없는 바이오 처리 ▲원료로서 이산화탄소 사용 등이다.

생명공학아젠다위원회 의장을 맡고 있는 이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수는 10대 바이오기술 선정 배경에 대해 "이번에 선정한 기술은 생명공학 분야의 거의 모든 기술을 망라하고 있다"며 "폐기물 사용, 개별화된 약물치료, 해양농업 등 생명공학기술은 인류가 처한 문제에 이미 해결책을 제시하고 있다"고 밝혔다.

또 이 교수는 "생명공학아젠다위원회는 이번 회의에서 구체적인 확실성과 대중의 높은 인식 및 투자증대가 생명공학을 발전시키는 원동력이라는 공감대를 형성했다"면서 "이 분야에 대한 지속적인 관심과 지원이 필요하다"고 강조했다.

이번에 발표된 10대 바이오기술은 지난해 10월 두바이에서 개최된 세계경제포럼의 글로벌아젠다위원회 연례회의에서 바이오기술 분야 전문가들이 모여 건강보건, 식량, 에너지, 화학산업 등 전 분야에 걸쳐 우리의 삶에 가장 크게 영향을 미칠 10대 바이오기술을 선정하고, 지난 1월말 세계경제포럼(다보스포럼)에서 협의를 거쳐 최종 확정됐다. 한편 생명공학 10대 유망기술에 관한 상세내용은 세계경제포럼 블로그(wef.ch/blog)에서 25일 공개됐다. 10대 바이오기술의 주요내용은 다음과 같다.

◆화학물질, 에너지, 연료, 기타 물질의 지속가능한 생산(Bio-based sustainable production of chemicals, energy, fuels and materials)=지난 20세기 동안 인류의 활동은 탄화수소 화석연료의 세계 매장량 절반에 가까운 자원을 고갈시켜왔다. 땅속에 축적되는데 6억년 이상 걸린 화석연료는 재생 자원이 아니며 연료의 채굴, 정제 및 사용은 온실가스 배출과 이로 인한 지구온난화에 큰 원인을 제공했다.

인류의 지속가능한 발전을 위해서는 탄소중립 대체자원이 개발되어야 한다. 융합생명공학은 차세대 중요 기술로 부상하고 있으며 화학물질, 연료, 기타 식물로부터 얻을 수 있는 물질개발 등 바이오기술에 기반을 둔 재생 가능한 생산을 할 수 있다.

2011년 29개의 나라(그 중 19개국은 개발도상국)에서 1670만명의 농부들이 약 50만평(4억 에이커)의 땅에서 생명공학기술로 개발된 농작물을 재배했다. 적절하게만 운용된다면, 이들 작물은 해충제 사용을 낮추고 토양을 부식시키는 경작을 줄여줌으로써 잠재적인 도움을 줄 수 있다.

생명공학기술의 발전으로 폐기물 처리 비용이 감소되고 메탄을 포함한 재처리 시설 사용과 폐열 발생도 줄어들었다. 또 생명공학기술은 폐기물의 독성을 줄이고 폐기물의 재사용을 지원함으로써 폐기물 스트림을 단순화시켜 우리사회가 점진적으로 쓰레기 없는 지속가능한 곳으로 발전할 수 있도록 도와준다.

이처럼 자연생태계 생물 시스템의 능력을 활용함으로써 과학자들은 폐기물 이산화탄소와 C1 분자를 에너지, 연료, 화학물질 및 새로운 물질로 전환시키는 획기적인 방법을 연구하고 있다. 

최근 줄기세포, 특히 유도다능성줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPS) 같은 기술 역시 재생의학 개발을 앞당길 것이다. 세포공학과 유도다능성줄기세포을 비롯해 줄기세포기술이 손상되거나 오래된 인간의 장기를 건강한 것으로 대체해줄 날도 멀지 않았다.

메신저 약물치료법(messenger therapeutics), 타겟화 한 면역요법(targeted immunotherapies), (환자의 개별 특성과 질병의 상태에 따라 약물의 종류와 용량을 조절하는) 맞춤형 나노입자(conjugated nanoparticles), 구조에 기반을 둔 약물치료공학(structure-based engineering ) 등의 생명과학기술은 인류의 건강을 개선할 수 있는 약물치료법을 이미 선보이고 있다. 

생명공학의 발전은 이들 자원의 유한성을 극복하고 훼손된 부분을 복원할 수 있는 기술개발을 가져오고 있다. 바이오환경복원기술(bio-remediation), 바이오재생산기술(bio-regeneration), 유용한 박테리아를 증식해 환경을 복구하는 생물학적정화(bio-augmentation) 기술 등이 개발되어 물과 토양 자원의 복원 및 효용성을 증대시키고 있는 중이다.

대부분의 경우에는 문제가 없지만 각 개인마다 다르게 배치되는 게놈의 기본서열구조는 질병을 유발하거나 혹은 특정 질병에 감염되기 쉬운 특성으로 나타나기도 한다. 이처럼 인간의 유전자 변형과 유전자와 환경의 영향에 의해 형성된 생물의 형질을 이해함으로써 현대 의료 연구와 실험은 점점 더 발전하게 될 것이다.