진화하는 과학기술과 함께 새로이 열리는 유전자 교정 생명체 시장, 새로운 기회 향한 담대한 도전
진화하는 과학기술과 함께 새로이 열리는 유전자 교정 생명체 시장, 새로운 기회 향한 담대한 도전
  • 박금현 기자
  • 승인 2022.11.02 17:42
  • 댓글 0
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장구 ㈜라트바이오 대표·서울대학교 수의과대학 교수

기후위기가 세계인의 식탁 풍경을 바꾸어놓고 있다. 경고음이 커지는 식량안보와 나날이 진화하는 질병에 대응하기 방안으로 유전자가위 기술이 주목받으면서다. 그간 유전자가위를 적용한 다양한 작물이 개발되어온 것은 물론 최근에는 상업적 판매가 이루어지며 점차 상용화의 속도를 내는 모습이다. ㈜라트바이오는 유전자가위 기술을 토대로 다양한 바이오제품을 선보인 데서 나아가 바이오 의약품 생산을 목표로 관련 기술개발에 힘을 쏟고 있다.

장구 ㈜라트바이오 대표·서울대학교 수의과대학 교수 / 사진 박성래 기자

 

 

식량 위기 대응 위한 생명공학 기반 재조합 단백질 발현 플랫폼 구축하며 유전자교정 기술 고도화에 나선 ㈜라트바이오
유전자교정 동물 전문기업 ㈜라트바이오는 유전자 조절기술을 통해 우수한 유전품종을 개발하는 생명공학 기업으로서 생명기술에 기반한 새로운 품종과 단백질 생산을 통해 인류의 발전에 기여한다는 미션을 내걸고 2016년 설립 이래 지속적인 R&D를 이어왔다. ‘Large (Animal) Assisted Reproduction Technologies’와 ‘BIO’를 결합한 ‘라트바이오’라는 사명처럼 기업이 보유한 동물의 기능성 유전자를 편집하는 유전자가위 기술을 바탕으로 다양한 바이오 제품을 선보여왔다. 서울대학교 수의과대학 교수로 재직 중인 장구 대표는 유전자 기술과 시험관 아기 기술을 결합해 새로운 품종을 생산하는 데 주력하고 있다며, 맞춤형 우유와 고기, 화장품 등 바이오 제품을 시작으로 궁극적으로는 바이오 의약품을 생산하는 것이 목표라고 설명했다. 라트바이오는 DNA 세포 연구와 수정란 연구, 형질전환 동물연구를 토대로 재조합 단백질 발현 플랫폼을 구축하여 생산효율을 극대화하는 연구에 집중하고 있다.
유전자교정 기술은 2020년 노벨 화학상 수상으로 세상에 널리 알려졌다. 일각에서는 기후변화로 인한 식량 위기의 시대에 유전자가위 기술이 대안이 될 수 있다는 목소리가 나온다. 현대 생명공학 기술에 기반한 ‘과학적 설계’에 의거해 원하는 부분만 선택적으로 개량하며 생산성을 극대화할 수 있는 까닭이다. 이와 함께 새로이 열릴 유전자교정 생명체 시장을 선점하기 위한 세계 각국의 치열한 경쟁이 펼쳐지고 있다. 현재 미국과 일본, 이스라엘, 호주 등 선진국은 물론 남미 국가들까지 유전자교정 농작물이 유전자변형생물체(GMO)가 아니라는 원칙에 입각해 정책을 수립·시행하며 관련 기술의 발전을 장려하고 있다. 일본에서는 세계 최초로 혈압 상승 억제 성분을 함유한 유전자교정 토마토의 판매가 시작되었으며, 나아가 게놈 편집 식용 물고기 허가 이루어져 2022년에 판매를 시작한 것으로 알려졌다. 유럽연합 또한 농약 사용 감축과 기후변화 대응을 위해 유전자교정을 이용한다는 계획을 발표했으며, 영국도 브렉시트(Brexit) 이후 관련 법 개정을 하겠다고 이미 발표를 했고, 전 세계에서 가장 많은 인구를 보유한 국가 중 하나인 중국에서도 유전자 편집 식물을 non-GMO로 분류하겠다고 2022년 발표했다.
그러나 OECD 국가 중 최하위권인 24% 수준의 곡물자급률을 보이는 한국은 유전자가위 기술에 방어적인 태도를 취하고 있다. 산업통상자원부가 발표한 유전자변형생물체법 개정안은 유전자교정 작물을 ‘신규 유전자변형생물체’로 분류해 관리하겠다는 내용이 담겼다. 과학계 및 산업계에서는 유전자편집 가위 기술 적용 작물이 기존 LMO보다 안전하다며 규제 완화를 지속 요청하고 있으나 유전자가위 기술이 도입된 지 오래지 않았기에 더욱 철저한 관리가 필요하다는 반대의견에 부딪치고 있다.

"일본에서 세계 최초로 유전자교정 기술이 적용된 식품의 상용화가 이루어지는 등 유전자교정을 적용한 식품 시장은 이미 전 세계적인 흐름이 되고 있습니다. 유전자교정을 적용한 품종 변화를 기존의 규제에서 벗어난 형태로 평가해 빠르게 산업화를 이룰 수 있도록 하기 위한 제도들이 마련되고 있죠. 국내에도 이미 관련 기술이 개발되어 있습니다. 하지만 안정성 등을 이유로 이러한 기술을 상용화하는 데에는 미온적 입장입니다. 유전자교정 기술에 대한 인식 전환이 시급하다고 판단됩니다."

 

20년간 유전자공학 기술 주목해온 연구자, 기술 상용화 목표로 창업에 도전

시험관 송아지 연구를 통해 생명 탄생의 신비로움에 매료되어 동물의 생식세포를 연구해온 ㈜라트바이오 장구 대표는 그간 주요 학술지에 100여 편의 논문을 발표해왔으며, 2015년 대한수의학회 젊은 과학자상, 2016년 서울대학교 수의과대학 바이오노트 올해의 논문상, 2019년 대한수의학회 학술연구 대상을 수상했다. 2005년 장 교수 는 세계 최초의 복제견 ‘스너피’ 탄생에 중요한 역할을 하며 전 세계의 이목을 끌기도 했다. 
장 대표는 연구실에서 20여 년간 유전자교정 기술을 연구하며 연구가 그저 연구 단계에서 끝나는데 안타까움을 느껴왔다고 말했다. 정부가 세계 12위권 수준의 높은 연구개발비를 지출하는 데다 자신이 몸담고 있는 서울대학교에서만 매년 수천 편의 논문이 쏟아지지만, 상용화에 다다른 연구는 찾기 힘들다는 설명이다. 이에 그는 그간 개발해온 연구를 상용화하여 사회에 기여하고자 ㈜라트바이오 창업에 도전했다. 
창업 이후 라트바이오는 TIPS 프로젝트 선정 및 20억 원 규모의 시리즈A(2018년), 123억 원 규모의 시리즈B 투자 유치에 성공한 것은 물론 보건산업진흥원 전략형 창업과제 선정되며 성장성을 입증받은 바 있다. 2020년 11월 ‘아낌없이 주는 동물’이라는 주제로 JTBC 시사프로그램 <차이나는 클라스>에 출연해 동물연구에 대해 강연하며 유전자교정에 대해 알렸던 장 대표는 지난 4월 동물 생명과학 연구와 진료 이야기를 담은 저서 <동물을 돌보고 연구합니다>를 출간하며 대중과의 소통에 나서고 있다. 또한 산업계의 동반 성장과 사회적 책임을 다하기 위한 노력의 일환으로 다양한 강연과 전문가 양성 교육사업을 추진하는 모습이다.
라트바이오는 ‘소’에 집중하며 관련 기술을 발전시키고 있다. 평소 과학적 근거에 기반한 인식과 기준 정립의 필요성을 강조해온 장 대표는 체계화된 생산 시스템을 활용해 우수성이 입증된 소의 DNA를 검출하고, 해당 소의 성장 과정을 추적하며 이른바 ‘좋은 소’의 데이터를 확립하고 있다고 설명했다. 이러한 과정에서 쌓인 우수한 품종에 대한 빅데이터는 재조합 단백질 생산을 위한 근거가 된다. 라트바이오는 이러한 유전자교정 기술을 적용해 근육이 강화된 소, 소화가 잘되지 않는 성분을 배제한 우유를 생산하는 소, 지방량이 조절되는 소, 질병 예방에 도움이 되는 우유, 질병에 걸리지 않는 동물 등에 대한 연구를 이어왔다. 향후 소를 넘어 다양한 대상에 유전자교정 기술을 확대 적용해간다는 방침이다.
지난해 4월에는 미래의 품종을 개발할 수 있는 전용 목장을 준공하기도 했다. 장 대표는 전용 목장에서 재조합 단백질 발현 플랫폼에 기반한 새로운 단백질 생산 시스템을 구축해 생산효율을 극대화하고자 한다고 전했다. 라트바이오의 재조합 단백질 발현 플랫폼은 인류의 식량난을 해결하고, 질병에 대한 근본적인 해결책을 찾아내는 구심점 역할을 수행할 것으로 기대된다. 일례로 유전자교정 기술을 적용하면 더위에 특히 강한 소를 아프리카 지역에서 사육하는 것도 가능해진다. 더위에 약한 소들은 아프리카 지역에서의 사육이 어려운 것은 물론 생산성 또한 현저히 떨어진다. 장 대표는 DNA를 분석해 더위에 강한 소를 선별하는 것은 이미 이론상으로 가능하다며, 미국의 경우 민간기업에서 이러한 기술로 탄생한 소들을 팔기 시작했다고 말했다. 그러나 국내에서는 여러 규제와 소비자 인식 등을 이유로 민간기업의 판매가 불가능하다.

장구 ㈜라트바이오 대표·서울대학교 수의과대학 교수 / 사진 박성래 기자

 

"기후이변과 식량부족은 전 세계적 흐름입니다. 이러한 상황에서 제가 할 수 있는 것이 무엇인지 고민했죠. 축산업과 동물의 변화상에 대한 연구·개발에서 나아가 상용화에 도전하고자 라트바이오를 설립했습니다. 전용 목장에서 이미 새로운 품종들을 만들고 특허 출원도 완료했죠. 관련 시장과 기술이 무르익고 있는 만큼 국내는 물론 해외 시장을 선점하기 위해서는 국가의 역할이 중요합니다."

 

 

유전자 교정 생명체 시장 선점 위한 각축전에 돌입한 세계...
기술 고도화 및 기술 저변 확대에 힘써

장구 대표는 통신과 디지털 등 다양한 분야에서의 과학기술이 빠르게 발전하고 있지만 농업 분야의 과학화는 여전히 더딘 상태임을 지적했다. 미국과 유럽 등 해외의 경우 품종 개량 및 선별이 DNA 분석 결과를 토대로 이루어진다. 그러나 국내에서는 GMO에 대한 편견으로 인해 접근조차 어려운 상황이다. 장 대표는 유전자교정 기술에 대한 오해와 비과학이 도리어 한국의 농업 발전을 저해할 수 있다며 조심스레 말문을 열었다. 해외에서는 이미 상용화가 이루어지고 있음에도 국내에서는 관련 규정이 없어 연구개발한 소의 시식조차 어려운 상황인 까닭이다. 
“2년 전 이미 단백질이 많은 소 품종을 개발해 생산 준비가 다 되었어요. 이제는 대량 생산이 가능한 단계죠. 그간 혈액검사 등 지속적인 건강검사에서도 아무런 이상이 발견되지 않았습니다. 하지만 그다음 단계로 나가기 위한 제도가 마련되어 있지 않은 상황입니다. 관련 시장이 빠르게 조성되는 세계적 흐름을 관망할 수밖에 없어요.”
이러한 상황 속 ㈜라트바이오의 선택은 기술 고도화였다. 상용화에 장벽이 있을지라도 마냥 손 놓고 있을 수만은 없는 까닭이다. 장 대표는 너무 늦지 않게 상용화를 위한 길이 열렸으면 한다는 바람을 전했다. 현재 라트바이오는 유전자교정 관련 기술을 바탕으로 다양한 기업들과 협업하며 기술의 저변을 넓혀가고 있다. 지난 2019년 경상북도와 서울대학교 산학협력단과 함께 첨단생명공학 산학연 공동연구시설 건립 및 연구업무 협력을 위한 협약을 체결했던 라트바이오는 경북도 축산기술연구소와 함께 공동연구를 수행해왔다.
지난 3월에는 툴젠과 인공혈액 및 이종이식 분야 등에 활용할 수 있는 유전자교정 소 개발을 위한 공동연구계약을 체결했다. 양사는 라트바이오의 유전자교정 동물 개발 기술과 툴젠의 CRISPR 유전자가위 원천기술을 토대로 유전자교정 소를 이용한 인공혈액 개발 및 고부가가치의 유전자교정 동물 개발 사업을 추진할 전망이다. 세계보건기구(WHO)의 2020년 보고서에 따르면 글로벌 수요 대비 혈액의 기증은 부족한 상황이며, 지역적 불균형이 심한 것으로 알려졌다. 수혈에 의한 바이러스 등 질병 전폐 사례 또한 전체의 5.54% 수준에 달하는 것을 보고되고 있다. 이에 매년 20.5% 수준으로 성장하고 있는 대체혈액 시장은 향후 7조 원 규모까지 확대될 것으로 예측되고 있다. 장구 대표는 2021년 툴젠과 CRISPR/Cas9 기술이전 협약을 체결한 후 축산 분야에 활용될 수 있는 다양한 신품종 소를 개발해왔다며, 양사 간 신뢰에 기반해 세계 최고 수준의 기술력을 사업화하는 데 총력을 기울일 것이라 밝혔다.
최근에는 바이오에프디엔씨와 그린바이오기술 기반 단백질 신소재 공동연구 개발을 위한  업무협약을 체결했다. 양사는 2020년부터 중소기업청의 ‘세포 성장 인자가 분비되는 우유를 활용한 화장품 개발’ 연구과제를 공동 수행해왔다. 이번 협약을 계기로 지속적인 신제품 공동 연구 개발을 이어가는 한편 글로벌 사업화 진출을 위한 장기적인 협력 관계를 구축하며 ESG 경영에 앞장선다는 계획이다.
최근에는 배양육 관련 스타트업과의 연구개발 협약을 체결하기도 했다. 장 대표는 향후 다양한 특성을 지닌 소 세포 리스트를 필요로 하는 다양한 기업들과 공유하며 관련 산업 확대에도 기여할 것이라 전했다. 이 또한 식량 위기와 질병으로 인한 인류의 고통을 해소하기 위해 기여할 수 있는 라트바이오의 역할 중 하나라는 인식에서다. 

 

장구 ㈜라트바이오 대표·서울대학교 수의과대학 교수 / 사진 박성래 기자
장구 ㈜라트바이오 대표·서울대학교 수의과대학 교수 / 사진 박성래 기자

 

Science will win, 대중과 소통하며 
유전자교정 기술의 안정성과 필요성에 알리는 과학자

㈜라트바이오는 내실을 다지는 동시에 유전자교정기술을 알리는 데 주력하고 있다. 이는 장구 대표가 저서를 출간하고, 각종 미디어와 학교에서 강의하며 대중과 소통하는 이유이기도 하다. 그는 1980년대에 개발된 GMO 기반의 기술과 2020년 유전자교정 기술을 다름을 인지할 수 있도록 과학자들이 알려야 한다고 말했다. 그는 과학기술의 과거와 현재를 다루며, 과거에 갇혀서 현재의 기술을 이해하지 못하고 있지는 않은가에 대한 경각심을 일깨우는 강의를 이어가고 있다. 식품기업과 중고등학생 등 강의의 대상도 다양하다. 장 대표는 자신의 활동이 작은 파도가 되어 대중에게 더욱 깊숙이 파고들었으면 한다며, 인식 전환을 위한 활동을 이어갈 것이라 전했다.
세계 각국은 외래 유전자를 삽입하는 GMO와 달리 유전자교정 생명체가 안정성을 갖추었다는 데 의견을 모으고 있다. 세계 최초로 유전자교정 토마토를 상용화한 일본에 이어 미국 농무부(USDA) 또한 2018년 식물 육종을 가능하게 만드는 유전자교정 기술을 규제하지 않겠다고 밝혔다. 지난해 9월 영국은 유전자가위 기술의 오류율이 낮아진 것을 근거로 유전자교정 생명체에 대한 규제 완화를 공식화했다. 
업계에서는 외래 유전자 삽입으로 안전성과 생태계 교란 등의 논란을 빚은 GMO와 유전자교정 생명체를 분리할 필요가 있다고 목소리를 높인다. 유전자교정 작물 개발 기업 ‘페어와이즈 플랜츠(Pairwise plants)’ 톰 아담스 대표는 유전자교정은 이미 존재하는 유전자 일부를 변경하거나 제거하는 것이라며 안전성을 주장하기도 했다. 원하는 부위를 교정하고 주입한 유전자가위는 자연 분해되기에 외래 유전자 도입 이슈에서 자유롭다.
장 대표는 ‘Science will win’이라는 세계적 제약사의 광고카피를 인용했다. 코로나19로 인한 백신 경쟁에서 선제적으로 과감히 투자했던 기업이 시장을 선점했듯 과학에 대한 확신을 바탕으로 새로운 분야에 과감히 투자하며 관련 기업을 육성하는 문화가 필요하다는 설명이다. 그는 과학에 기반한 정확한 데이터 위에 설립된 회사는 결국 성장할 수밖에 없다며, 기업의 성장까지 소요되는 시간은 과학을 지지하는 문화의 유무에 따라 결정된다고 말했다. 자신 또한 자신의 위치에서 과학을 지지하는 문화 정착을 위해 최선을 다할 것이라는 다짐과 함께였다. 

"아이들은 SNS 등 여러 채널을 통해 국내외에서 발달하고 있는 첨단과학을 빠르게 흡수하고 있어요. 오히려 첨단과학에 대해 학생들보다는 어른들이 불신하는 경우가 많죠. 70~80년대에 자신이 배웠던 과학에 사로잡혀 있기 때문이죠. 과학은 지속적으로 변화하며 발전해가고 있습니다. 옳은 방향이라면 발전해나갈 수 있도록 지지하며 성장의 기반을 마련해주는 것이 바람직하지 않을까요?"

장 대표는 매년 유전자교정 기술에 대한 인식이 높아지고 있다며 희망을 찾기도 했다. 세계적 추세라면 무조건적인 규제보다는 규제가 필요한 부분과 그렇지 않은 부분을 나누어 안전장치 안에서 성장할 수 있는 기반을 마련해야 함을 거듭 강조하는 그다. 장 대표는 자신은 과학적 사실 그대로를 알릴 뿐이라며, 이에 대한 판단은 결국 개개인의 몫이라 말했다. 자신의 위치에서 지속적인 강의와 소통을 통해 인식 개선을 위한 활동을 지속하고 있는 그다. 무엇보다 실천하는 과학이 되었으면 한다는 바람과 함께였다. 과학은 지속해서 진화해가고, 새로운 기술은 새로운 가능성을 열어간다. 대한민국이 과학에 대한 성숙한 인식과 합당한 안전망 속에서 새로운 시대를 맞이하며 과학 강국으로 거듭나길 바란다.

 

 


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