다중암 조기진단, AI(인공지능) 유전자 편집기, 항노화 항체치료제, 살아 움직이는 생물학적 로봇, 헬스케어 디지털트윈, 인간면역체, RNA 구조체, 분자 접착기술, 디지털 인공장기, 바이오 파운데이션 모델.

한국생명공학연구원(이하 생명연)이 선정한 올해 '10대 바이오 미래유망기술'이다. 앞으로 5~10년 이내 기술적·산업적 실현이 가능하고 첨단바이오 분야뿐 아니라 다른 분야에 기술·산업적 파급효과가 높을 것으로 예상되는 기술들만 엄선한 것이다. 분야별 대표 선정 기술과 해당 시장을 구체적으로 들여다봤다.
AI가 열어가는 新바이오…단백질 분석에서 신약개발까지 연구자들이 가장 먼저 주목한 기술은 '바이오 파운데이션 모델'이다. 이는 대규모 생물학 데이터를 AI가 학습해 생명 현상을 예측하고 새로운 원리를 추론하는 등 생명과학 작업을 자동화·최적화하는 범용 AI 모델이다.

생명연 김흥열 국가생명공학정책연구센터장은 "새로운 생체 분자 설계와 신약 후보 발굴뿐 아니라, 작물의 유전자 개선, 오염 물질의 생물학적 처리 최적화, 생체 기반 소재 개발 등 다양한 작업에서 높은 정확도와 효율성을 제공할 것"이라고 전망했다. 이 같은 AI 기술은 바이오 산업 전반에서 핵심기술로 자리 잡으며 다양한 분야에서 혁신을 주도하고 있다.

대표적으로 단백질 구조를 예측하는 '알파폴드'를 개발한 데미스 허사비스 구글 딥마인드 최고경영자(CEO)가 2024년 노벨 화학상을 수상하며 AI가 바이오 분야에서 차지하는 중요성이 다시 한번 강조됐다.

이 회사가 최근 선보인 '알파폴드3'는 단백질 구조 분석은 물론 다른 분자와의 상호작용도 예측한다. 이 기술은 단백질 리간드(생물학적 목적을 위해 생체분자와 복합체를 형성하는 물질) 상호작용, 단백질-단백질 결합 등 신약 개발의 핵심적인 문제를 해결하는 데 도움을 주며 실질적인 응용 가능성을 넓혀나가고 있다. 허사비스 CEO는 21일(현지시각) 스위스 다보스에서 열린 세계경제포럼에서 "AI가 설계한 신약이 올해 안에 임상시험에 들어갈 것"이라고 발표해 이목을 모았다.

해외 제약사들은 이미 신약 개발에 AI를 도입하고 있다. 화이자, 아스트라제네카 등은 독자적인 AI 연구시설 설립·운영 중이다. 모더나는 대표적인 생성형 AI인 챗GPT를 개발한 오픈AI와 협업해 자체 플랫폼 '엠챗(mCHAT)'을 출시했다. 10년 이상 축적된 메신저리보핵산(mRNA) 기반 의약품 데이터를 학습했다고 한다.
초고령화 시대 떠오른 새기술 3가지지난해 전세계 제약·바이오산업의 대히트작을 꼽으라면 비만치료제 '위고비'일 것이다. 이제 비만치료제는 체중감량 뿐만 아니라 만성질환 관리의 주요 도구로 자리 잡으며 건강관리 측면에서 새로운 지평을 열어가고 있다. 이 처럼 개인의 건강관리 제품이 주목을 받으면서 제약·바이오 업계에선 '헬스케어'가 중요한 한 축으로 자리를 잡았다.

생명연이 선정한 '헬스케어 디지털트윈'은 막연한 건강관리를 개인이 보다 체계적으로 진행할 수 있도록 돕는다. 간단히 말해 개인의 신체와 건강상태를 디지털기기로 모델링하고, 시뮬레이션 분석을 통해 맞춤형 신약, 의료기기, 헬스케어 관련 제품·서비스를 추천하는 것이다.

우리나라가 65세 이상 인구가 전체의 20%를 넘는 초고령화 사회에 진입하면서 '항노화 항체 치료제'에 대한 관심도 높아진 상황이다. 이는 노화 과정에서 늘어나며 혈관을 통해 전신에 부정적인 영향을 미치는 주요 세포와 인자를 표적으로 제어하는 항체 기반 치료제를 말한다. 김 센터장은 이에 대해 "전신 노화의 주요 원인인 비정상적인 조혈줄기세포와 염증 인자를 정밀하게 표적해 전신 염증을 완화하고 면역 체계를 재활성화 함으로써 지속적인 항노화 효과를 제공한다"고 설명했다.

이밖에 혈액검사로 암 바이오마커를 정밀 분석해 기존에 검출하기 어려웠던 다양한 암을 조기에 탐지하고 치료 가능성을 높이는 '다중암 조기진단' 기술도 기대를 모은다. 김 센터장은 "단일 검사로 다양한 암을 동시에 감지하고, 췌장암, 간암, 뇌암 등 조기 진단이 어려운 암을 발견해 암 환자의 생존율을 높이고 치료 비용도 절감할 수 있을 것"이라고 말했다.

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