유전자로 병을 치료하고 예방하는 바이오 기술 및 관련 직업

바이오 기술은 현재 많은 관심을 받고 있는 분야로, 다양한 직업이 있습니다. 바이오 기술 산업이 어디까지 발전했는지 알아보고 바이오 기술 직업과 관련 학과 및 진출분야에 대해서도 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

유전자로 병을 치료하고 예방하는 바이오 기술

 

바이오 산업의 기본이 되는 기술은 유전자 재조합 기술, 세포 융합 기술, 대량 배양 기술, 바이오리액터 등이 있습니다. 현재 의약품, 화학, 식품, 섬유 등에서 그 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 특히 의약품 제조 분야에서는 유전자 재조합 기술에 의해 이미 당뇨병 특효약인 인슐린과 암 치료 등에 이용되는 인터페론을 많이 만들고 있습니다. 이 밖에도 농업 분야나 화학 공업 분야에서 바이오테크 기술, 즉 생명공학의 연구가 진행되고 있어서 가까운 미래에 식량의 증산이나 에너지 절약 등이 실현될 것으로 기대됩니다.

 

생명공학

 

생명공학은 생물 자체 또는 그들이 가지는 고유의 기능을 높이거나 개량하여 자연에는 극히 미량으로 존재하는 물질을 대향으로 생산하거나 유용한 생물을 만들어 내는 산업을 말합니다. 생물공학 기술은 생물체의 기능을 이용해 제품을 만들거나 유전적 구조를 변형 하는 기술로, 생명공학 산업은 생물체를 활용하여 유용물질을 상업적으로 생산하는 산업입니다.

 

바이오헬스

 

바이오헬스 산업은 인체에 사용하는 제품을 생산하거나 서비스를 제공하는 산업입니다. 의약품, 의료기기 등의 제조업과 디지털 헬스 케어 서비스 등 의료 건강 관리 서비스업을 포함합니다. 전 세계적으로 인구가 고령화되고 건강 관련의 수요가 증가하면서 바이오헬스의 세계 시장 규모가 빠르게 확대될 전망입니다.

 

유전자로 병을 치료하고 예방한다

 

 

 

 

유전자 치료란 유전자를 이용해서 질병을 치료하거나 예방하는 것을 말합니다. 환자의 세포에 새로운 질병을 치료하는 데 도움을 주는 유전자를 집어넣거나 잘못 작동하고 있는 유전자를 없애고, 돌연변이가 일어난 유전자를 정상 유전자로 바꾸는 방법이 포함됩니다.

 

과거에는 유전자 치료가 일부 희귀 유전질환에만 국한되었으나 최근에는 종양, 심혈관 질환, 후천성면역결핍증(AIDS)의 치료 등에도 적용되고 있습니다.

 

1990년 유전자 치료가 처음으로 시도된 이후 전 세계적으로 수많은 자금과 노력이 동원되어 일부 환자에서는 효과가 있었다고 보고된 바 있습니다. 국내에서도 많은 연구 기관에서 연구하고 있으며, 일부 기관에서는 임상시험을 시작하고 있습니다. 그러나 부작용 예방을 위한 안전성의 확보 등 해결해야 할 과제가 많이 있습니다.

 

유전병, 유전자 가위로 '싹둑'

 

유전자 가위는 유전체에서 원하는 부위의 DNA를 정교하게 잘라내는 기술입니다. 가장 최근 기술인 크리스퍼 유전자 가위는 인간이나 동식물의 세포에서 특정 유전자가 있는 DNA를 잘라내는 기술입니다.

 

크리스퍼 기술을 이용하면 유전자를 잘라내고 새로 바꾸는 데 최장 수년씩 걸리던 것이 며칠로 줄어들며, 동시에 여러 군데의 유전자를 손볼 수 있습니다. 유전자 가위는 AIDS, 혈우병 등 유전자 질환을 치료하고, 농작물 품질 개량이 편리해 유전자 변형 식물의 대안으로 주목받고 있습니다.

 

AI로 신약 개발

 

신약은 전통적으로 화합물 합성 방식에 의해 개발되었습니다. 자연계에 존재하는 물질과 인위적으로 수백만 종류의 화합물을 확보합니다. 그런 다음 하나씩 특정한 질병에 약효가 있는지 테스트를 합니다. 끝없는 시행착오를 거쳐 약효가 있는 물질을 찾아내는 것입니다.

 

문제는 수백만 가지를 테스트하기 위해서는 엄청난 규모의 투자가 필요합니다. 일단 약효가 있는 물질을 발견했다고 하더라도 아직 신약은 아닙니다. 신약을 시판하기 위해서는 동물들을 대상으로 한 독성 실험과 환자들을 대상으로 한 임상실험을 거쳐 사람에게 안전하다는 평가를 받아야 합니다.

 

이런 과정을 거쳐 하나의 신약이 탄생하기까지는 평균 14.2년의 기간과 8억 달러의 비용이 든다고 합니다.

 

그러나 이제는 약 15년 걸리던 신약 개발 기간이 인공지능 기술 덕분에 3년 이하로 줄어들 수 있을 것 같습니다. 시간과 비용을 절감할 수 있습니다. 또 인공지능을 활용하면 임상 실패율도 줄어듭니다.

 

난치병을 치료하는 줄기세포

 

줄기세포는 아직 분화되지 않아 다른 세포로 분화될 수 있는 세포를 말합니다. 줄기세포로는 근육세포, 뉴런, 피부 등을 만들 수 있습니다. 줄기세포는 제기능을 못하는 세포나 장기를 대체할 수 있어 난치병에 줄기세포를 이용하려는 연구가 활발합니다.

 

현재 줄기세포 연구는 심장마비로 상한 심장 조직 치료, 파킨슨병이나 알츠하이머병 같은 뇌의 질병 치료, 혈당을 조절하는 치료에 집중되고 있습니다. 난치성 질환의 치료에 대한 줄기세포 치료의 관심도 여전히 높습니다. 실제로 줄기세포를 이용한 치료는 백혈병을 비롯한 혈액질환에서 임상적으로 이용되고 있으며 뇌졸중과 다발성 경화증(만성 신경면역계 질환)에서 치료가 시도된 바 있습니다.

 

이외에도 척수 손상이나 여러 종류의 신경퇴행성 질환에 대한 연구가 국내외에서 활발하게 이루어지고 있습니다.

 

 

바이오 기술 직업과 관련 학과 및 진출분야

 

신약 개발 연구원

 

 

 

 

새로운 의약품을 연구, 개발해야 하므로 생물학 및 자연과학 전반에 대한 지식이 있어야 합니다. 장시간의 실험과 분석을 견뎌낼 수 있는 인내심과 꼼꼼함, 세밀함이 요구됩니다. 생명체와 생명현상에 관심과 열정을 가지고 있어야 합니다.

 

신약 개발 연구원이 되려면 대학교에서 생물학, 생명과학, 화학, 생화학, 약학, 유전자공학, 유기화학 등 전공이 유리합니다. 제약회사, 생명과학연구소, 신약 개발기업 등에 진출할 수 있습니다.

 

종 복원 전문가

 

인간의 무분별한 개발과 환경 파괴로 인해 멸종 위기에 놓인 야생 동식물의 서식지를 보호하고 관리합니다. 종 복원 전문가가 되기 위해서는 수의학, 축산학, 동물 자원학, 생물학, 유전공학 등을 전공해야 하며, 동물들의 특성에 대한 지식을 갖추어야 합니다. 활동 분야는 연구소, 정부기관 등입니다.

 

인공광합성 전문가

 

식물의 광합성을 모방하고 응용하여 제품과 에너지를 생산할 수 있도록 합니다. 인공 광합성 전문가는 화학공학, 생명 공학 전공자가 유리하며 생물 합성 관련 연구 제조업 또는 제약업체로 진출 가능합니다.

 

휴먼 마이크로바이옴 전문가

 

휴먼 마이크로바이옴이란 인체에 존재하는 미생물 유전자를 이루는 유전체 모두를 일컫는 말입니다. 피부와 점막을 비롯해서 인체의 표면은 온통  미생물로 덮여 있습니다. 이렇게 우리 몸에 살고 있는 미생물을 통틀어 휴먼 마이크로바이옴이라고 합니다.

 

휴먼 마이크로바이옴은 인체와 공생하는 미생물에 대한 유전정보를 가지고 질병과의 관련성을 규명하는 기술입니다. 현재 비만이나 당뇨 같은 대사성 질환뿐만 아니라 면역질환 및 신경계질환 같은 질병의 치료제 개발에 활용되고 있습니다.

 

휴먼 마이크로바이옴 전문가가 되려면 생명공학, 화학공학을 전공하고 더불어 컴퓨터에 대한 이해도 요구됩니다. 신약 개발을 포함한 바이오 및 헬스케어 분야로 진출이 가능합니다.

 

암 진단 및 예측 바이오마커 전문가

 

체액에 존재하는 DNA나 세포 등의 물질로부터 암 발생과 전이를 진단하고 예측합니다. 최근 들어서는 표적 치료 및 면역치료 분야에서 맞춤형 처방을 위한 용도로 많이 활용되고 있습니다. 의학, 생명공학, 화학공학을 전공해야 합니다. 신약 개발 제약업체, 병원에서 일할 수 있습니다.

 

세포 검사 기사

 

환자들의 세포를 채취하여 다양한 방법으로 검사하고 분석합니다.

 

세포 검사 기사가 되려면 화학, 생물학, 임상병리학을 전공하거나 관련 전문교육을 받아야 합니다. 우리나라에서는 아직 임상병리사와 업무 영역이 구분되지 않아 임상병리사 자격증을 취득해야 합니다. 세포 검사 기사는 주로 대학병원이나 종합병원의 임상병리실, 대학이나 전문 연구소에서 일합니다. 병원 및 의과학 관련 연구기관에 진출할 수 있습니다.

 

면역세포 치료 전문가

 

환자의 면역세포를 분리하여 암세포를 제대로 공격할 수 있도록 활성화시키고, 이를 다시 주입하여 치료 효과를 얻는 기술입니다. 면역세포 치료는 기존 항암치료법의 부작용을 줄이는 대안으로 주목받고 있습니다.

 

유전공학, 생명공학, 화학, 의학을 전공하여야 하고, 병원 및 의과학 관련 연구기관에 진출할 수 있습니다.

 

혁신 신약 개발자

 

인공지능·빅데이터를 활용한 신약 개발에는 과학기술이 총 집약되어야 하기 때문에 고급 인력의 고용 창출 효과가 특히 큽니다. 아직 우리나라의 신약 개발 환경은 척박하지만 앞으로 개발 환경이 좋아질 것이라 보입니다.

 

약학, 생명공학, 의과학, 화학 공학 관련 전공자가 유리하며 컴퓨터에 대한 활용능력이 따라야 합니다. 신약 개발 제약업체 및 병원에서 일할 수 있습니다.