3.1. 국내 미생물제제 기술수준 현황 및 전망
○ 국내 미생물제제 기술수준 및 향후 전망을 알아보기 위해 미생물 관련 전문 가를 대상으로 조사한 결과 대체적으로 선진국에 비해 저조하거나 비슷한 수준인 것으로 나타남.
- 자원확보 기술은 저조하다는 의견과 비슷하다는 의견이 41.7%로 동일했 고, 미생물의 기능 분석 기술도 저조(50%)하거나 비슷(45.8%)한 것으로 나 타남.
- 미생물의 분리 및 배양기술은 선진국과 비슷한 수준이라는 의견이 62.5%
로 높게 나타난 반면 제형화 기술에 있어서는 저조하다는 의견이 62.5%로 나타남.
매우저조 저조 비슷 우월 매우우월 계
자원확보 기술 8.3 41.7 41.7 4.2 4.2 100
분리/배양 기술 0 29.2 62.5 8.3 0 100
기능분석 기술 4.2 50.0 45.8 0 0 100
제형화 기술 29.2 62.5 8.3 0 0 100
표 3-13. 국내 미생물제제 기술수준
단위: %
주: 24명 응답
자료: 한국농촌경제연구원, 전문가 조사 결과(2010. 8. 4～13)
○ 향후 10년 후 국내 미생물제제 기술수준이 선진국에 비교했을 때 어느 정도 의 수준을 차지할 것인지에 대해 의견을 조사한 결과 대체로 비슷할 것이라 는 의견이 많았음.
- 자원확보 기술, 분리 및 배양기술은 75%가 비슷할 것이라고 응답하였고, 미생물의 기능 분석 기술과 제형화 기술은 각각 62.5%, 66.7%로 나타남.
매우저조 저조 비슷 우월 매우우월 계
자원확보 기술 0 4.2 75.0 16.7 4.2 100
분리/배양 기술 0 0 75.0 20.8 4.2 100
기능분석 기술 0 16.7 62.5 20.8 0 100
제형화 기술 0 16.7 66.7 16.7 0 100
표 3-14. 10년 후 국내 미생물제제 기술수준 전망
단위: %, 명
주: 24명 응답
자료: 한국농촌경제연구원, 전문가 조사 결과(2010. 8. 4～13)
3.2. 미생물자원(원균)확보 기술
○ 미생물 관련분야 세계시장 규모는 연간 약 350억 달러로 추정되며, 세계적으 로 생명공학 제품의 개발은 상당수가 미생물자원으로부터 이루어지고 있음.
- 미생물은 고부가가치 경제적 이윤을 창출할 수 있는 핵심 생물소재로 각광 받고 있음.
○ 국내 미생물 산업은 외국에서 개발된 종균을 수입해 이를 개량하는 수준으 로 원천 기술과 특허가 부족하여 고부가가치 제품의 세계 시장 점유가 어려 운 상황임.
- 유용미생물의 유전체연구12) 결과를 발굴, 활용한다면 국내 미생물산업을 선진국 수준으로 끌어올릴 수 있으며, 고효율 생산균주 및 공정의 개발로
세계 시장 진입에 기틀을 마련할 수 있음.
○ 생물자원 보유량이 가장 많은 미국은 미생물자원만 해도 21만개(세계미생 물자원자료센터: WDCM 등록)로 1위를 차지하고 있으며, 다음으로 일본이 10만개, 영국이 8만개 순으로 나타나고 있으며, 우리나라는 5만 6천개 정도 를 보유하고 있음.
- 미생물자원 보유에 있어 후발주자인 중국은 2010년까지 10만개 확보를 목 표로 250억 원을 투자할 계획임.
○ 한국생명공학연구원 해외생물자원센터는 자원부국들과 전략적 협력관계를 통한 미생물자원 확보에 노력하고 있음.
- 과학기술부는 2015년까지 865억 원 지원을 통해 중국, 말레이시아, 코스타 리카, 남아프리카공화국 등 4개 나라에 해외 생물자원센터를 설립하는 프 로젝트를 추진 중에 있음.
- 정부차원에서 생명공학 분야에 자본과 인력을 투입해 미생물제제 산업화 노력에 집중할 필요가 있음.
○ 생명공학의 발달은 미생물을 중요한 생물자원으로 그 이용가치를 더욱 높 여주고 있으며, 미생물의 다양한 대사능력은 인류에 의약품, 식품, 산업원료 등을 제공하고 있음.
○ 따라서 신규 미생물 및 미배양 미생물을 확보하여 외국과의 생물다양성 분 쟁에서 우위를 선점할 필요가 있으나, 우리나라는 생물종다양성 사업에서 미생물조사는 아직 이뤄지지 않고 있으며, 생물종다양성 사업의 근간이 될 국가 분류능력 제고에 있어서도 그 중요성이 간과되고 있는 실정임.
12) 정밀화학소재(효소, 기능성 미생물 등) 및 의학소재(항생물질, 재조합 의약품)
○ 세계 각국은 미생물 관련 특허법을 강화하는 등 우수한 미생물자원의 확보 및 보존에 관해 국제적으로 새로운 질서가 확립되고 있음.
- 미생물 종 자원 확보를 위해 고부가가치 신기능 미생물의 분리, 탐색에 심 혈을 기울이고 있을 뿐만 아니라 더욱 체계적이고 신속·정확한 미생물 분 류·동정법의 개발과 교육, 훈련 프로그램을 통해 미생물 분류 능력 제고에 노력하고 있음.
○ 생물다양성 가운데 미생물 균주는 특허의 대상이 되면서 실질적으로 국익 에 기여할 수 있는 잠재적 생물산업 자원으로 가장 중요하다고 볼 수 있음.
- 미생물 유전자원의 고부가가치 부여를 위한 기반으로 미생물 분류능력 제 고는 국가 전략적 차원에서 육성해야함.
○ 미생물은 생명산업의 가장 중요한 기초소재임에도 불구하고 국내의 미생물 다양성 조사는 미진하며, 미생물 분류학자도 많지 않음.
- 국가 분류능력제고 사업에서 미생물분야의 공식적인 창구 역할을 할 미생 물분류연구회나 다양한 학회의 설립도 필요하며, 동물과 식물의 분류능력 제고를 위한 자격제도의 신설 등 많은 노력이 필요함.
○ 미생물자원의 안정적 확보와 보전·모니터링을 위해서 미생물분류능력 제고는 필 수적이며, 국가 차원에서 조직적으로 개입하여 장기적으로 계획을 수립해야 함.
3.3. 미생물 분리/배양 기술
○ 미생물 생태학자들에 의하면 자연계에 존재하는 미생물은 약 1%미만만이 현재 기술로 배양이 가능하며, 미생물 종의 수는 약 300,000에서 1,000,000 종으로 추정되고 있음.
- 학계에서 인정하고 있는 미생물은 약 4,500종인 것으로 나타나고 있음.
○ 식물 및 동물의 미생물 종은 약 50%, 동물 중 곤충은 약 20%(약 80만종) 정도가 알려져 있는 것에 비해 미생물 다양성이나 자원에 대한 연구는 비교 적 열악한 수준임. 그 원인 중 가장 큰 문제점은 대부분의 미생물이 기존의 방법으로 배양이 불가능하다는 것임.
- 유용한 미생물들이 많이 서식하는 것으로 알고 있는 극한 환경의 경우 난 배양성 미생물이 더 많은 비율을 차지할 것으로 나타나 있음.
- 해수나 침전토 등의 환경에서 서식하는 미생물 중 약 0.1% 정도만 배양이 가능하며, 나머지 99.9%는 통상의 방법으로 배양이 불가능함.
○ 즉, 새로운 미생물자원을 얻기 위한 균주 탐색은 일반적인 조건에서 세포배 양 방법을 이용했던 기존의 기술은 극히 제한된 대상만을 탐색해 왔던 것으 로 현실적으로는 99% 배양되지 않은 미생물이 새로운 생명공학의 부존자 원으로 엄청난 가능성이 내포되어 있음을 시사함.
- 최근 DNA분리작업을 통해 인공배양이 가능한 미생물에 형질을 전환하여 새로운 기능을 탐색하거나 분석하는 메타게놈(metagenomic library)연구를 통해 해결하고 있음.
- 이 외에도 저 영양 배지에서 매우 느리게 자라는 미생물이 환경 내에서 다 수 존재하고 이들을 분리하여 자원으로 활용하는 연구가 진행되고 있음.
○ 지구상에서 생물이 서식하기 어려운 극한 환경에서 잘 자라는 미생물이 있 으며, 이들로부터 새로운 산업으로의 발전이 가능한 것으로 나타나고 있음.
- 극한환경미생물로부터 효소, 저분자 향료, 생리활성물질 등의 개발은 의학 및 생물산업에 획기적인 변화를 초래할 수 있음.
○ 배양되지 않은 미생물의 DNA를 환경으로부터 분리하거나 저영양 미생물 의 DNA를 인공배양이 용이한 미생물에 클로닝하여 자원을 은행화하는 등 새로운 생리활성 기능을 고속 대량 탐색함으로써 신물질이나 새로운 유전 자를 찾는 작업이 활발히 진행 중에 있음.
○ 최근 선진국에서는 새로운 미생물이나 유전자원의 탐색에 조합생물학이나