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일본 ‘닛케이 바이오 연감’에 따르면 일본의 바이오산업 규모는 3조6000억 엔에서 57조 엔까지 상당히 폭이 넓다. 유전자 변형, 생체분자 해석 등 첨단 기술을 활용한 제품과 서비스에서 발효, 양조 등의 기술을 아우르기 때문이다. 최근 일본에서 주목받는 차세대 바이오 기술 두 가지를 살펴보자.
◆의치, 임플란트는 이제 그만=2022년 6월 일본 기시다 정부가 국무회의에서 의결한 경제 및 재정 운영 지침에 ‘전 국민 치과 정기 검진 의무화의 구체적인 검토와 구강 노쇠 대책 및 질병 중증화 예방을 통한 치과 전문의 구강 건강관리 충실화’ 등이 포함돼 주목을 받았다.
치아 건강이 전신 건강에 영향을 미친다는 내용이 이미 알려진 가운데 치아 건강이 중요한 것은 영구치를 잃으면 이가 다시 나지 않기 때문이다. 치아 손상 시 치료 방법은 전적으로 의치나 임플란트에 의존하고 있다.
그런데 한번 잃은 치아를 다시 나게 하는 꿈같은 치료제를 개발 중인 곳이 있으니 교토대학의 바이오 벤처기업 토레젬바이오파마가 그곳이다.
이 회사는 세계 최초로 치아를 다시 나게 하는 치료제 개발을 진행하고 있다.
이빨이 몇 번이고 다시 나는 상어와 달리 인간의 치아는 생애 딱 한 번 다시 난다. 그러나 토레젬바이오파마에 따르면 인간의 구강 세포에는 유치와 영구치 다음에 나는 치아의 싹이 존재한다.
그럼에도 치아가 다시 나지 않는 이유는 치아의 싹이 더 이상 자라지 못하게 막는 단백질이 있기 때문이다.
이 회사는 세 번째 치아가 나는 것을 막는 이 단백질의 항체를 개발 중이다.
실험용 쥐 등에 대한 투약 실험에서는 실제로 이빨이 다시 나는 것을 확인했으며 현재는 안전성 검증을 진행 중으로 2030년 무렵 실용화를 기대하고 있다.
치아가 없는 상태는 충치 등 질환으로 치아를 잃는 후천적인 경우뿐 아니라 유전성 무치아 등 후천적인 경우도 있다.
토레젬바이오파마는 우선 선천성 무치아 증상자에게 치료제를 투입하고 최종적으로는 충지나 치주병처럼 후천적으로 치아가 결손된 환자의 치아 재생까지 시도할 계획이다.
◆반도체 파운드리를 연상케 하는 바이오 파운드리=지난해 6월 기시다 총리가 국무회의에서 의결한 성장전략 ‘새로운 자본주의’ 중에는 과학기술 분야 중점 투자처로 바이오 제조 분야를 대대적으로 다루고 있다.
바이오 제조란 미생물이나 식물을 이용해 화학제품, 연료, 의약품 원료, 단백질 등 유용한 물질을 생산하는 분야를 말한다. 기존의 화학합성 분야와 달리 상온, 상압 조건의 발효 공정을 통해 생산이 가능해 효율적인 동시에 에너지를 절약하며 개발을 진행할 수 있다.
일본 내 바이오 제조 분야의 차세대 주자로 주목받는 기업은 2020년 설립된 바이오 파운드리 기업 바커스바이오이노베이션이다.
‘바이오 파운드리’란 4차 산업혁명의 핵심 기술인 인공지능(AI), 로보틱스 기술 등을 합성 생물학에 적용해 바이오산업의 연구개발 속도와 효율성을 높이는 플랫폼을 말한다. 바이오 연구개발 과정과 제조공정 혁신은 물론 바이오 융합 신산업 창출도 기대할 수 있다.
바커스바이오이노베이션은 일본 고베대학의 바이오 기술과 노하우를 이전해 설립된 아시아 최초의 종합 바이오 파운드리 기업이다.
이 회사는 특정 화합물을 만들어내는 생물 시스템을 컴퓨터로 설계한 후 그 설계에 기반해 바이오 과학 기술로 생물 시스템을 구성해 성능을 시험한다. 그리고 시험 결과 값에서 얻어진 법칙성을 다시 컴퓨터 설계에 반영해 설계 정밀도를 높이는 작업을 반복한다.
설계부터 구축, 평가, 학습의 4가지 사이클을 반복하는 일련의 흐름을 ‘DBTL(Design, Build, Test, Learn) 사이클’이라고 한다. 개발하는 미생물에 따라 다르지만 하나의 프로젝트에서 사이클을 반년 사이에 3~4회 돌린다.
실험을 반복하는 속도가 굉장히 빠르기 때문에 기존의 화학합성 방식으로는 만들기 힘든 고기능 소재도 쉽게 제조가 가능해지는 등의 장점이 있다.
바이오 파운드리가 지향하는 것은 반도체 업계의 재현이다. 2010년대 이후 반도체 업계는 미국 엔비디아 등 반도체 설계회사와 대만 TSMC 등 반도체 제조회사 간의 역할 분담이 명확해졌다.
이를 바이오 업계에도 대입하면 세포나 효소 등의 바이오 설계를 담당하는 기업과 양산화 공정을 담당하는 기업의 역할 분담 구조를 상정할 수 있다.
바커스바이오이노베이션 관계자는 “바이오테크놀로지 설계부터 제품 양산까지 모든 과정을 단독으로 실행하기는 현실적으로 쉽지 않다”면서 “다양한 요소 및 주변 기술을 보유한 기업과의 협력을 적극 검토하겠다”고 밝혔다.
KOTRA 도쿄 무역관 제공
