과학기술정보통신부(장관 유상임, 이하 ‘과기정통부’)는 6개국 공동으로 첨단바이오 분야 연구를 지원하는「글로벌 센터 프로그램(Global Center Program)」의 5개 연구과제를 선정하고 본격적인 지원을 시작한다고 밝혔다.

 

  「글로벌 센터 프로그램」은 미국 국립과학재단(NSF)이 글로벌 난제 해결을 목표로 하는 국제공동연구를 지원하기 위해 2023년 신설한 프로그램이다. 첫 번째 주제는 ‘기후변화 대응 및 청정에너지’ 기술 개발로, 미국, 영국, 캐나다, 호주 등 4개국이 참여하였다. 우리나라가 처음으로 참여하는 2024년 글로벌 센터 프로그램은 글로벌 난제를 해결하기 위하여 바이오경제 관련 핵심기술 개발을 목표로 한국 및 미국, 영국, 일본, 캐나다, 핀란드(한국 이후 가나다 순) 등 6개 국가에서 공동으로 ‘생물다양성 활용’ 및 ‘바이오파운드리’ 분야의 국제협력연구를 지원하는 사업으로 향후 과학기술 국제협력의 획기적인 이정표가 될 것으로 기대된다. 과제 선정을 위하여 작년 말부터 프로그램 추진일정 및 구체적인 주제 조율을 위한 협의를 거쳐, 올해 2월 15일 참여국 간 협력각서(Memorandum Of Cooperation, MOC)를 체결하였다.

 

   ※ (한국)과학기술정보통신부, (미국)국립과학재단, 국립인문재단, (영국)영국연구혁신청, (일본) 일본과학기술진흥기구, (캐나다)자연과학공학연구위원회, 사회과학인문학연구위원회 (핀란드) 핀란드 연구위원회, 핀란드 혁신지원기구

 

   ※ (세부주제 1: 바이오경제 육성을 위한 생물다양성 활용방안) 극한 환경에서 살아가는 미생물의 특성 및 바이오 신소재를 개발하는 등 유용한 미생물·식물·동물이 만들어 내는 다양한 물질과 유전정보들을 발굴하고, 이를 활용할 수 있는 방법을 연구
(세부주제 2: 바이오파운드리 시스템 구축) 생물학적 시스템 연구과정(설계→제작→시험→학습) 기반 연구개발 속도·효율 향상부터 신약 개발･친환경 소재 생산･바이오 연료 등 다양한 분야에서의 활용방안 연구

 

 

  지난 9월, 참여국 간 최종 협의를 통해 총 6개의 연구과제를 선정하였으며, 한국에서는 △고려대학교, △선문대학교, △포항공과대학교, △한국생명공학연구원, △한양대학교 등 5개의 연구팀이 선정되었다(가나다순). 전체 6개 과제 중에 우리나라의 5개 연구팀이 연구과제에 포함된 만큼, 앞으로 바이오 기술 개발을 통하여 글로벌 난제를 해결하는 데 있어 국제사회의 일원으로서 우리나라의 주도적인 역할을 기대 해 볼 수 있다.

 

   ※ 미국 6개, 영국 5개, 일본 4개, 캐나다 3개, 핀란드 2개 연구팀 선정

 

 

연구주제	주관기관	연구책임자	참여국가
글로벌센터: 국제 바이오경제 해조류 센터	고려대학교	김경헌	미국, 영국, 캐나다
미생물-식물 유전체와 대사체 기반생리 활성물질 개발 및 식물 회복력 시스템 구축	선문대학교	오태진	미국, 일본, 영국, 캐나다
C1 가스 전환 고부가가치 화합물 생산 통합 공정 개발	포항공과대학교	정규열	미국, 영국, 캐나다
바이오파운드리 글로벌 센터 기반의 표준화된 자동화 워크플로와 첨단 미생물 세포공장 개발	한국생명공학 연구원	이대희	미국, 일본, 영국, 핀란드
바이오매스 기반 생분해성 폴리머 생산 및 복합소재 기술 개발	한양대학교	위정재	미국, 영국, 캐나다

 

  선정된 우리나라의 연구팀은 글로벌 난제 해결을 위하여 아래의 연구를 수행할 예정이다.

 

 【 글로벌센터: 국제 바이오경제 해조류 센터】

 

  고려대학교의 국제 바이오경제 해조류 센터는 산업화로 인한 기후변화와 생태계 훼손 위기의 해결책으로, 해양의 CO2로부터 생합성되는 국내 자생 거대 홍조류를 중심으로 생물다양성 보전과 이를 이용한 고부가가치 바이오소재 및 범용 플랫폼 화합물의 통합 생산을 목표로 하고 있다.

 

  미국의 UC Berkeley, 영국의 Scottish Association for Marine Science, 캐나다의 University of British Columbia와 협력하여 세계 각지의 거대조류에 대한 생물다양성 및 배양·양식 연구를 진행하며, 거대조류로부터 고부가가치 소재를 생산하는 연구를 수행하여 글로벌 수준의 거대조류 기반 바이오경제 구축에 기여할 것으로 기대된다.

 

 

 【미생물 - 식물 유전체와 대사체 기반 생리활성 물질 개발 및 식물 회복력 시스템 구축】

 

  최근 기후변화로 인한 글로벌 식량 안보 문제가 심각해짐에 따라, 이를 해결하기 위하여 식물회복력을 증대시키기 위한 기술을 개발이 시급하다. 이에 선문대학교 연구팀은 식물의 환경 스트레스 저항성을 강화할 수 있는 미생물 기반의 생리활성 물질을 발굴하고, 이를 활용하여 환경 스트레스에 강한 내성을 갖는 작물을 개발할 예정이다.

 

  미국의 Michigan State University, 영국의 University of Cambridge, 일본의 RIKEN(이화학연구소), 캐나다의 University of Toronto와 공동연구를 수행할 예정이며, 특히 Michigan State University의 Rhee 교수는 식물발달, 대사, 유전체학 분야에서 세계적으로 두각을 나타내고 있는 연구자로, 급변하는 기후 환경에 대응하기 위한 혁신적인 결과물을 제시할 것으로 기대된다.

 

 【 C1 가스 전환 고부가가치 화합물 생산 통합 공정 개발】

 

  플라스틱 폐기물과 산업용 부생가스가 온실가스 및 환경오염의 주요 원인으로 지목됨에 따라, 포항공과대학교, 미국의 J. Craig Venter Institute 등으로 구성된 국제공동연구 컨소시엄 ‘혁신적 재활용 및 순환 경제 센터(CIRCLE)’는 탄소중립 실현을 위한 플라스틱 가스화 공정과 제철소 부생가스의 생물학적 자원화 기술을 개발할 계획이다.

 

  특히 포항공과대학교 연구진은 제철소 부생가스와 폐플라스틱에서 유래한 C1 가스를 고부가가치화하는 기술에 중점을 두고 연구를 진행할 계획이며, 포스코홀딩스, LanzaTech Global 등의 기업과 상용화를 위한 협력을 진행할 예정이다. 이를 통해 연구성과를 활용한 파생산업 창출과 탄소중립 순환경제의 기반을 마련할 것으로 기대된다.

 

 

 【 바이오파운드리 글로벌 센터 기반의 표준화된 자동화 워크플로와 첨단 미생물 세포공장 개발】

 

  바이오제조의 핵심기술인 합성생물학의 ‘설계-제작-시험-학습(DBTL)’의 반복 과정을 신속하게 구현하기 위헤, 미국, 영국, 중국 등 주요국에서는 핵심 인프라인 바이오파운드리를 적극적으로 구축하고 있다. 국내에서는 한국생명공학연구원이 2021년부터 합성생물학 연구의 표준화와 자동화를 목표로 소규모의 바이오파운드리를 운영하여 연구를 진행하고 있다.

 

  최근 바이오파운드리의 가장 중요한 이슈는 글로벌 거버넌스를 통합할 수 있는 구체적인 표준화 및 체계적인 시스템 개발으로, 한국생명공학연구원 연구팀은 5개국(한국, 미국, 영국, 일본, 핀란드)의 7개 바이오파운드리가*와 협력하여 표준화된 핵심 워크플로를 개발하고 이를 첨단 미생물 세포공장 개발에 적용할 계획으로, 향후 바이오파운드리 글로벌 거버넌스 확립에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

 

   * (한국) 바이오파운드리 베타, (미국) iBioFAB, Agile Biofoundry, Living Measurement Systems Foundry, (영국) London Biofoundry, (일본) KobeBioFAB, (핀란드) FinBioFAB

 

 【바이오매스 기반 생분해성 폴리머 생산 및 복합소재 기술 개발】

 

  한양대학교 연구팀은 기후변화 및 환경문제를 해결하기 위하여 전통적인 석유계-난분해성 플라스틱을 친환경-생분해성 플라스틱으로 전환하는 연구를 진행할 계획이다.

 

  미국의 University of Tennessee 등의 연구팀과 함께 소재의 합성-산업화-생분해에 달하는 생애주기 전체에 대한 데이터를 구축하여 생물 기반 생분해성 바이오 플라스틱을 개발할 예정이며, 미활용 바이오매스를 활용한 고부가 가치 산업을 창출할 것으로 기대된다.

 

  한편, 각 국가는 선정된 자국 연구팀에게 매년 미화 100만 달러씩, 5년간 총 500만 달러를 지원할 예정이며, 한국의 경우 선정된 5개의 연구팀에게 ’24년 10월부터 ’29년 9월까지 5년간 연구팀당 매년 10억원 규모를 지원할 예정이다.

 

 

  미국 국립과학재단(NSF) 세투라만 판차나탄(Sethuraman Panchanathan) 총재는 “글로벌센터는 바이오경제 혁신을 가속하여 큰 영향을 미치기 위해 뜻을 함께하는 국가들의 전문성과 자원을 활용하고, 전 세계의 다학제 팀을 통합할 것”이라면서 “우리는 함께 시급한 사회경제적 문제에 대한 새로운 해결책을 모색하는 동시에, 중요한 지식을 창출하고 공동체의 역량을 강화하며 글로벌 협력의 기반을 다지는 우수한 국제연구센터를 구축할 것이다”라고 밝혔다.

 

  과기정통부 유상임 장관은 “기술의 복잡성이 증가함에 따라 첨단바이오 분야의 역량을 강화하기 위해서는 글로벌 선도국과의 협력이 필수”라고 강조하면서 “이번 글로벌 공동연구 프로그램에 선정된 연구자들이 해외 우수 연구자들과 긴밀한 협력을 통해 세계 최초, 최고 수준의 성과를 창출할 수 있도록 아낌없이 지원하겠다”라고 밝혔다.