세포 프린팅·유전자 칩… 현실이 된다

ICT융합 바이오헬스 미래유망 기술 10선 생명연·KISTI 인공·휴먼지능 과학발달 협력

빅데이터를 기반으로 한 ICT 융합 바이오헬스 10대 미래유망기술이 발굴됐다. 한국생명공학연구원(KRIBB)과 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 협력작품이다. 그동안 전문가 직관에 의존하던 기존의 미래기술 예측방식을 보완하기 위해 빅데이터 분석기법이 도입됐다.

▲어떻게 선정됐나=전문가 직관에 의존하던 기존의 미래기술 예측방식을 보완하기 위해 KRIBB 국가생명공학정책연구센터와 KISTI 융합기술연구본부의 협력으로 빅데이터 분석기법이 도입됐다. 우선 1단계로 Nature, Science, Cell, MIT 등 미래유망기술 관련 46개 기관에서 발표한 ICT, BT 키워드를 뽑아 키워드간 관계정보 추출, 시드 키워드를 바탕으로 지식구조 파악을 거쳐 최종 시드 키워드 BT 173개, ICT 75개를 선정했다. 이후 빅데이터 분석을 통해 BT와 ICT 키워드간 융합 가능한 링크 63개를 도출했다.

2단계로 BT와 ICT 분야 전문가 50명의 집중 인터뷰를 통해 45개 유망기술 후보군을 선별한 후 기술성, 융합성, 경제성, 프로젝트성을 고려해 미래유망기술 10개를 최종 선정했다.

이번에 발굴된 미래유망기술은 빅데이터의 실질적 활용에 대한 새로운 가이드를 만들어 가고 있다는 점에서 의미가 큰 것으로 평가되고 있다.

KISTI 한선화 원장은 “ICT 융합분야에서 KISTI의 빅데이터 기반 인공지능과 KRIBB의 분야별 전문가들에 의한 휴먼지능이 어떻게 협력할 수 있을지에 대한 새로운 비전을 제시한 것”이라고 평가했다.

KRIBB 오태광 원장은 “BT와 ICT의 융합을 통해 도출된 미래유망기술은 향후 바이오헬스 분야의 나아갈 방향을 제시하고 있다”고 말했다.

▲무엇이 뽑혔나=10대 미래유망기술은 '차세대유전체 분석 칩'(NGS-on-a-chip), '체내 이식형 스마트 바이오센서', '사이버 메이트 헬스케어', '개인 맞춤형 마이크로바이옴', '유전자 교정세포 3D 프린팅', '퍼스널 노화속도계', '지능형 환자 맞춤약', '4D 세포 추적기술', '운동효과 바이오닉스', '인지·감각기능 증강용 가상현실' 등이다.

'차세대유전체 분석 칩'(NGS-on-a-chip)은 칩 상에서 극소량의 시료로부터 유전체 서열정보를 초고속으로 분석하는 기술이다. 초고속, 저비용, 대용량 유전체 분석으로 언제, 어디서나 신속하고 정확하게 진단, 치료, 예측에 활용할 수 있다. '체내 이식형 스마트 바이오센서'는 신체에 직접 이식하거나 복용할 수 있는 형태의 바이오센서다.

ICT 기술을 활용해 의사와 환자를 실시간으로 연결, 진단과 치료, 예방 등이 가능할 전망이다. '사이버 메이트 헬스케어'는 개인 바이오헬스 데이터(유전체 정보 등)를 재구성해 사이버 상의 헬스케어 관리시스템을 구현하는 것이다. 사이버 메이트 헬스케어를 통해 취약 질환에 대한 대응 및 게임 앱 등을 통한 건강 가이드라인을 제시할 수 있다.

'개인 맞춤형 마이크로바이옴'은 개인 특이적 다양성을 가진 인체 공생 마이크로바이옴 특성 규명을 통한 마이크로바이옴 치료제 개발이 가능하다. 인체와 마이크로바이옴 상호작용은 건강과 질환에 직접 연관돼 다양한 면역질환 치료에 활용할 수 있다.

'유전자 교정세포 3D 프린팅'은 체외에서 유전자 교정 후 3차원 세포 프린팅으로 원하는 조직이나 장기를 제작해 재생하는 기술이다. 난치 유전성 질환 치료나 근본적인 장기 재생을 통한 질환 치료를 할 수 있다. '퍼스널 노화속도계'는 신체 기능별 노화속도를 정확히 측정할 수 있는 마커 발굴로 개인별 노화속도를 예측하고 진단하는 기술이다. 개인별 노화속도 예측에 따라 적극적인 건강관리, 노인성질환 발병시기 예측을 통한 예방이 가능하다.

'지능형 환자 맞춤약'은 환자 맞춤형 줄기세포 등 신기술과 바이오 빅데이터를 지능형 컴퓨팅으로 처리, 최적의 약물을 개발하는 것이다.

'4D 세포 추적기술'은 분화, 증식에 따른 세포들의 3차원적인 변화 정보를 추적, 세포의 상호작용을 분석하는 기술이다. 고해상도의 3D, 4D 생명체 지도를 확보해 생물학 뿐 아니라 의학적, 공학적으로 획기적인 전환점이 기대된다.

'운동효과 바이오닉스'는 노화에 따른 근육감소 예방과 근기능 유지를 위한 스마트 근력증강 바이오닉스 기술이다. 실제 운동하지 않아도 운동을 통해 형성되는 근육 생성과 유지를 할 수 있는 것이다.

'인지·감각기능 증강용 가상현실'은 인지와 감각기능 향상을 위한 가상현실 하드웨어 및 소프트웨어 개발 기술이다. 치매나 노안 등 대표적 노인성 인지·감각기능 장애 예방이 가능하다.

이영록 기자 idolnamba2002@