제1절 기술성 분석
1. 기술개요
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해외 해양생물자원 개발연구(2단계 사업)은 국가 해양생명공학 소재자원 발굴을 통하여 국가 해양바이오 산업발전을 위한 기반을 구축하기 위한 소재 발굴 및 활용에 관한 기술○ 동 사업에서는 다음과 같은 세부 기술을 포함하고 있음 - 해외 심해특이환경 생물자원 다양성 조사 발굴
- 해양생물자원 DNA 바코드 발굴 - 인도양 해역 생물자원 확보 및 분석
- 인도차이나 동부 해역 생물자원 확보 및 분석 - 플랑크톤 다양성 조사 발굴
- 해면 다양성 조사 발굴
- 해외 해양생물 추출물 항균활성 분석
- 해외 해양생물로부터 독성 천연물 발굴 연구
- 해외 해양생물 대사분석을 통한 유용물질 생합성 경로 규명
- 이 연구는 다양한 세부연구를 통해 해양생물의 유전정보, 대사체 정보, 생 리활성 정보 및 화학종 다양성을 확보함으로써 국가 해양바이오 산업발전 을 위한 기반을 구축하는 것이 목적임
○ 동 사업의 최종 목적은 소재확보를 통한 해양바이오 산업 지원이며, 해양바 이오 산업은 해양자원 및 해양생물을 대상으로 생물학적으로 조작하거나 또는 그것을 이용해 제품과 서비스를 창출하는 전반적인 산업을 의미 - 해양바이오 산업에는 구체적으로 바이오식품 제조기술, 신공정 개발, 해양
바이오 신물질 및 신소재 개발, 유용생물(기능성 미세조류와 해양미생물 포 함) 생산기술 및 해양보존기술 등에 대해 단순한 학문적 영역과 더불어 고
부가가치 제품이나 공정을 개발하는 도구 및 생산 기술을 포함
○ 해양바이오산업은 해양생물 원천기반기술, 해양식량 및 식품자원 개발기술, 해양신소재 개발기술 및 해양생태환경 보전기술 등으로 분류
<표 12> 해양바이오 산업 분류
기술 분야 주요 내용
해양생물 원천기반기술
해양생물자원 관리 및 활용기반기술 미 이용 해양생명체 활용기술
해양생물 생명현상 및 생리적 기능 규명기술 해양유전자 발굴 기술 및 규명기술
해양생물체 -omics 분석기술 해양식량 및 식품자원
개발기술
해양생물 신품종 육종 개발기술 질병제어 및 모니터링기술 첨단양식 및 대량생산기술 바이오안정성 평가기술
해양신소재 개발기술
산업용신소재개발기술 신의약소재 개발기술 신기능식품소재 개발기술 재생 가능한 바이오에너지 개발 해양생태환경 보전기술 생물다양성 확보기술
환경감시 및 예측기술 해양오염 제어 및 정화기술 자료 : 교육과학기술부, 2007 생명공학백서)
○ 해양바이오산업은 해양생물로부터 얻어진 물질과 정보를 활용, 제품생산 및 서비스 제공을 통해 경제 및 인류복지에 기여하는 기술임
- 해양생명공학은 생명공학의 원료나 대상으로 해양생물 및 유전자원을 이용 하는 분야이며 전통적인 수산 양식분야에서도 첨단 해양생명공학 기법이 활용된 분자 육종, 분자 진단, 백신 등으로 적용범위가 확대되고 있음 - 최근까지 탐사 장비와 연구 방법론 등의 미비로 해양생물자원에 대한 접근
및 이해가 부족하여 다른 생명공학 분야에 비해 발전 속도가 늦은 편임 - 해양탐사기술과 차세대 염기서열 분석기술(Next Generation Sequencing,
NGS)의 발전 그리고 해양생물 센서스(Census of Marine Life, COML)와 같 은 국제 대형 프로젝트의 결과로 해양생물의 다양성에 대한 이해의 폭이
넓혀지고 있음
- 해양생물센서스 결과 아직 91% 생물종에 대해서는 알려지지 않은 것으로 예측되면서 해양생명공학분야의 높은 발전 가능성이 기대되고 있음
<그림 18> 해양생명공학의 기술지원 및 핵심소재 제공과정
○ 세계적으로 육상자원개발로 인한 소재가 고갈되어 해양연구 중심으로 이동 하는 추세
- 미국, 일본 등의 국가는 적극적인 해양바이오 투자로 유용한 해양자원을 선 점하여 신약 및 산업 신소재 등의 개발확보에 주력하고 있음
○ 육상생물자원은 신물질, 신의약품 개발 등이 주로 선진국들에 의해 이용되 어 기초원천기술이 이미 점유된 상태
- 우리나라는 국토의 4.5배에 달하는 넓은 해양 관할권과 다양한 해양자원으 로 해양바이오 연구개발을 위한 지리적 강점을 보유
○ 우리나라는 해양생명공학사업의 짧은 연구기간 및 우수한 연구실적에도 불 구하고 예산투자는 미미한 상태
은 해양 BT에 대한 지원 확대가 절실한 상태
○ 미국, 일본, EU, 러시아, 중국 등 해양생명공학 선진국들은 이미 연근해는
물론 대양 및 심해저로부터 해양생물을 확보하고, 이들로부터 체계적으로 해양생태계/생물자원화 연구를 진행하고 있음
- 선진국은 전략적으로 심해, 극지, 열대 등의 생물자원을 적극 확보하여 해 양바이오산업을 주도하고 있음
- 특히 미국 국립암연구소는 생물자원 20만종을 보유하고, 유용성분 분양체계 를 구축하고 있으며, 일본 해양과학기술센터는 심해미생물 분야체계를 구 축하고, 심해바이오산업을 육성하고 있음
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미국 기술동향○ 미국 정부는 해양정책(`69), 신국가해양정책(`99), 21세기 해양청사진(`04) 등 지속적인 국가해양 정책을 마련해 왔으며, 동 정책에 따라 7개 중점기술 개 발 분야에 대한 지원을 확대하고 있음.
○ 미국 정부는 해양생명공학을 21세기 4대 생명공학 과제로 선정해 해양대기
청 (NOAA), 국가과학재단 (NSF) 등을 중심으로 집중적인 투자가 이루어지
고 있음
○ 미국 국책 연구소인 우즈홀 해양연구소, 스크립스 해양연구소 등을 중심으 로 잠수정과 탐사선을 이용해 세계 각 지역으로부터 해양생물자원을 확보 하고 있으며 ODP(Ocean Drilling Program, 해양탐사프로그램)사업을 통해 서도 다양한 미생물들을 수집하고 있음
○ 열대해역에 속하는 팔라우와 미국령에 속하는 태평양의 여러 도서지역에는 미국의 연구소가 설치되어 유용 해양생물자원 발굴에 활용되고 있으며, 국 가생명공학센터(NCBI), 국가생명자원정보인프라구축(NBII), 미국유전자은
행(ATCC) 등의 운영을 통해 자국 및 아시아ㆍ태평양권역의 생명자원의 지
속적 확보를 추진하고 있음
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일본 기술동향○ 일본은 최근 전통적인 기반 위에 첨단기술이 접목된 해양생명공학기술개발 을 꾸준히 추진하는 등의 노력을 통해 선도국가로 급부상하는 국가임 - 해양과학기술연구센터(JAMSTECH)의 경우 보유하고 있는 연구선과 잠수정을
이용하여 마리아나 해구, 오끼나와, 동해 연안 및 일본 남해 해구 등 다양한
해양환경으로부터 미생물 다양성자원을 확보하기 위한 노력을 진행하고 있음 - 일본의 IODP(Intergated Ocean Drilling Program, 국제해양탐사프로그램)를
통해 해저지각으로부터도 다양한 미생물자원을 확보 중이며, 팔라우 국제 산호초 연구소는 해양환경보호 연구를 표방하여 필리핀, 인도네시아, 말레 이시아에서 생물자원을 채집, 반출하는데 연간 150만 달러를 투자하고 있음
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유럽 기술동향○ 유럽연합(EU)은 회원국 간의 협력을 바탕으로 한 공동협력 프로그램이 잘 조성되어 있으며, 환경을 최우선의 관심사로 여겨, 해양생태계 보호를 위한 관리, 보호, 복원, 평가기술 개발 등 다양한 기술개발을 추진하는 한편 네트 워크 형성 활성화 전략을 실행하고 있음
- 유럽은 해양생명공학의 선두국인 미국과 일본을 추격하는 것을 목표로 정 책을 추진하고 있으며, 해양분야의 대표적인 프로그램인 ‘유럽해양유전체 학’은 16개 회원국의 44개 연구기관이 연합한 것으로 유럽연합 FP6(프레임 워크 프로그램)에서 지원하고 있음
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러시아 기술동향○ 러시아는 과학아카데미 극동지부 산하 태평양생유기화학연구소(PIBOC, Pacific Institute of Bio-Orgarnic Chemistry)에서 해외해양생물의 채집 및 유용물질 탐색연구를 수행 중이며, 특히 대형 연구조사선 아카데믹 오파린
호(Academic Oparin)를 이용하여 극동해역 및 동남아 해역에서 채집한 해
양생물을 분석하여 천연물화학, 유기화학, 생화학, 면역학, 생명공학 분야 에서 많은 성과를 이루고 있음.
- 2010년 한국해양연구원과 캄차카해역의 해양생물자원 탐색을 위한 공동연
구와 열대해양생물의 분류 연구를 위한 MOU를 체결하여 러시아 태평양생 유기화학연구소가 보유하고 있는 해양생물 샘플자료 및 전문인력의 원활한 교류도 시도하고 있음
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중국 기술동향○ 중국은 자국민에게 안정적인 음식을 제공할 뿐만 아니라 생물의학 발전을 위해서 해양생명공학 분야에 투자하기 시작함. 중국의 해양생명공학 정책 은 안정적인 식량자원 확보에서 출발하여 연해 → 근해 → 대양(심해, 극지) 진출로 전환하는 단계적인 전략을 표방하였으며, 해양자원의 탐사, 해양생 명공학, 해양모니터링, 환경요염제어의 4가지 중점분야에 집중하고 있음 - 중국의 국가해양산업발전계획요강(’06~’20)에 따르면 해양 환경변화와 해양
생물자원의 지속가능한 이용, 및 대양 심해연구에 대한 지원 강화가 포함되 어 있으며 이 해양종합개발을 위하여 해양자원 개발과 탐사에 적극적으로 참여하고 있음
- 현재 전 세계에서 유인 심해잠수정을 보유하고 있는 국가는 미국, 일본, 프 랑스, 러시아 등 4개국으로 최대 잠수 깊이가 약 6,500ｍ인 심해 하이테크 장비인 잠수정을 보유하고 있는 해양강국임. 최근 중국은 2013년 최대 잠수
깊이가 7,020ｍ에 달하는 유인잠수정인 자오룽 호를 개발하여 남중국해 일
대 해양생물의 다양성 연구를 목적으로 탐사활동을 시행한 바 있으며, 북태 평양과 서태평양 지역에서도 조사활동을 계획하고 있음
<그림 19> 심해 탐사용 중국 유인잠수정 자오룽호
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우리나라의 기술동향○ 우리나라의 해양생물기반 의약소재 및 건강식품 개발 연구는 선진국에 비 해 그 수준이나 성과가 여전히 미미한 상황이나 주로 정부 지원의 연구개