생물공학의 트렌드는 '미생물'과 '합성물질', '유전체'
생물공학 분야의 세계 최고 성과들을 발표하는 2023 한국생물공학회 춘계학술발표대회 및 국제심포지엄이 12일부터 14일까지 ICC제주에서 열린다. 'Towards Healthy and Sustainable Bioeconomy'란 주제로 열린 이번 춘계학술대회는 전 세계적인 이슈인 기후 위기, 감염질환, 고령화시대 건강, 식량, 에너지, 물 문제 등에 대해 건강하고 지속가능한 '생물공학'에 대해 조명한다. 13일 오전에는 크리스티나 스몰케(Christina Smolke) 스탠포드대 생명공학 교수가 '통합 시스템 접근 방식을 통해 의약 화합물을 합성하는 엔지니어링 효모'(Engineering yeast to synthesize medicinal compounds via an integrated systems approach)를 주제로 한 경연에서 미생물에서 복잡한 식물 생합성 경로의 재구성에서 발생하는 문제를 해결하기 위한 접근 방식에 대해 설명했다. 그는 “신경근장애 치료에 사용되는 신경전달물질 억제제인 트로판 알칼로이드를 설탕과 아미노산에서 시작하는 약용 트로판 알칼로이드를 생산하기 위해 기능적 유전체학을 결합해 누락된 경로 효소를 식별하고 단백질 공학을 결합, 액포 트래피킹을 통해 기능적 아실트랜스퍼라제 발현을 가능케 했으며, 역가 개선하을 위한 균주 최적화를 결합했다”며 “특히 대사 산물의 수송제한을 해결하기 위한 전략이 트로판 알칼로이드 생산을 더욱 증가시킬 수 있음을 입증했다”고 밝혔다. 스몰케 교수는 “미생물 생합성 플랫폼은 신경계질환에 대한 새로운 치료제로서 식물 천연제품 유도체의 발견을 촉진할 수 있으며, 일단 확장되면 이러한 필수 의약품의 빠른 공급을 가능케 한다”고 말했다. 크리스토퍼 A. 보이트(Christopher A. Voight) 매사추세츠공과대학 생물공학 교수는 '프로그래밍 가능한 식물-미생물 통신: 자가 비료 작물 만들기'(Programmable Plant-Microbe Communication: Creating Self-fertilizing Crops)을 주제로 한 강연을 통해 미생물을 이용한 환경친화적 비료개발 공정에 대해 설명했다. 그는 “곡물 작물의 높은 수확량을 얻기 위한 질소 비료가 필요한데 암모니아를 대량 생산하는 방법인 하버 보슈(Haber-Bosch) 공정을 통해 화학적으로 고정되며 지구 온난화에 영향을 준다”라며 “우리는 (옥수수와) 공생하는 미생물을 엔지니어링해 식물에 질소 비료 대신 에너지 자원을 만들었다. 시퀀싱(NGS) 기술로 쉽고 빠르게 박테리아를 분석해 식물이 잘 자랄 수 있도록 분석이 가능했다. 바이오 파운드리가 있다면 더 많이 생산이 가능할 것”이라고 말했다. 몰리 스티븐스(Molly Stevens) 임페리얼칼리지 런던 교수는 '첨단 치료제 및 초고감도 바이오센싱을 위한 새로운 기술'(New Technologies for Advanced Therapeutics and Ultrasensitive Biosensing)을 주제로 감염성 및 비전염성 질병을 진단하고 모니터링하기 위한 나노센서와 saRNA 치료제의 향상된 전달을 위한 고분자량 폴리머 담체를 포함한 나노의학 포트폴리오의 하이라이트에 대해 발표한다. 특히 고분자 입자, 리포좀 및 세포외 소포와 같은 광범위한 바이오 나노물질을 수정 없이 통합적으로 분석할 수 있는 단일 나노입자(SPARTA)의 고처리량 무표지 특성 분석을 위한 라만 분광법의 발전을 제시할 예정이다. 14일에는 로버트 s. 랭거 (Robert S Langer) 매사추세츠공과대학(MIT) 교수와 김진수 싱가포르국립대 교수의 강연이 예정돼 있다. 이 자리에서 랭거 교수는 '생체 재료에서 큰 분자의 방출 제어 : 회의론을 극복하여 새로운 치료법과 글로벌 건강 문제를 해결하는 방법'(Controlling the Release of Large Molecules from Biomaterials: How Overcoming Skepticism Led to New Medical Treatments and Ways to Tackle a Global Health Challenge)을 주제로 한 발표에서 첨단 약물 전달시스템이 건강 향상에 어떤 영향을 미쳤는지 이야기한다. 특히 나노입자‧기술 등 새로운 약물전달 기술이 암 등 질병치료, 코로나19백신 등 백신전달에 사용하기 위해 연구되고 있으며, 생분해성 폴리안하이드라이드와 같은 새로운 합성 생체재료 및 줄기세포를 포함한 포유류 세포와 합성고분자가 결합해 질병치료에 사용되는 사례도 설명할 예정이다. 김진수 교수는 'CRISPR을 넘어선 게놈 편집'(Genome Editing Beyond CRISPR)을 주제로 한 발표에서 인간 세포, 동‧식물에서 세포기관 DNA의 A-to-G 및 C-to-T 염기 편집을 위한 새로운 도구를 제시할 예정이다. 한편 이번 한국생물공학회 춘계학술대회에서 바이오분야 16개 전문세션 및 710편의 논문이 발표되고, 90개 기업이 참여하는 역대급 국제심포지엄으로 열린다. 특히 신진연구자를 위한 포럼을 통해 8명의 신진연구자들이 진행하는 연구성과에 대해 교류하는 자리도 마련됐다. 또 국내외 바이오 전공 학생들간의 만남을 통해 친목 도모와 정보교류를 위한 '바이오는 우리손으로!!!', 참여기업들의 취업설명회 등도 진행된다.
