가속기 기반 신약클러스터·차세대 백신산업 ‘풍요로운 미래’
가속기 기반 신약클러스터·차세대 백신산업 ‘풍요로운 미래’
  • 전준혁기자
  • 등록일 2019.06.20 19:45
  • 게재일 2019.06.21
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

경북 새 먹거리- 포항 바이오 산업

경북 차세대 바이오산업을 선도할 제4세대 방사광가속기 전경

“지금이 우리에게는 바이오헬스 세계시장을 앞서갈 최적의 기회다. 제약과 생명공학 산업이 우리 경제를 이끌어갈 시대도 머지 않았다”

문재인 대통령은 지난 5월 22일 충북 오송에서 열린 바이오헬스 국가비전 선포식에서 이같이 언급하고서 바이오헬스 분야를 시스템반도체, 미래형 자동차와 함께 차세대 주력산업으로 키우겠다는 의지를 보였다. 이어 “정부는 민간이 기업가 정신을 발휘하도록 충분히 뒷받침하겠다”며 “특히 중견·중소·벤처기업이 산업 주역으로 우뚝 서도록 기술 개발부터 인허가·생산·시장 출시까지 성장 전 주기에 걸쳐 혁신생태계를 조성하는 데 최선을 다하겠다”고 덧붙였다.

국가적 주력산업으로 바이오산업이 떠오르고 있다. 특히 경북에서는 포항시가 가속기 기반의 신약 클러스터 조성과 차세대 그린 백신산업 등을 통해 풍요로운 지역의 미래 먹거리가 될 바이오산업 분야에 적극적으로 투자하고 있다. 포항시의 이러한 준비에 맞춰 대내외적 상황 역시 긍정적으로 흘러가는 모습이다. 경북도가 지난 6월 5일 과학기술정보통신부의 ‘가속기 기반 신약개발 사업’에 최종 사업자로 선정되면서 핵심사업인 세포막단백질연구소 설립에 국비 229억원을 확보한 것. 세포막단백질연구소는 2019년부터 5년간 총사업비 458억원을 투입해 포항융합산업기술지구에 설립될 예정이다. 이를 시작으로 포항시는 한국생명공학연구원과 함께 가속기신약연구소, 비즈니스융복합센터를 건립하고 신약연구중심병원, 첨단임상시험센터, 동물대체시험평가센터를 유치한다는 복안을 바탕으로 바이오산업 육성에 한발짝씩 나아가고 있다. 구체적으로 포항 바이오산업은 어떠한 모습을 띠게 될까? 주요 사업들의 진행상황과 앞으로의 계획을 알아본다.

‘가속기 기반 신약개발사업’ 최종 선정
세포막단백질연구소
가속기 신약연구소
신약연구중심병원
첨단 임상시험센터
동물대체시험평가센터 유치 복안

바이오 신약 개발 핵심 인프라
세포막단백질연구소
458억 투입 올 연말 착공식

국내외 신약개발기업체·연구기관 입주
신약개발 전용 연구단지
바이오 오픈 이노베이션센터
212억 투입 올해 말 준공 예정

구제역 등 가축전염병 신속 대응
식물백신기업지원시설
2021년까지 준공

식물백신기업지원시설 조감도.


□4세대 방사광가속기

포항의 바이오산업에 있어서 ‘4세대 방사광가속기’는 가장 중요한 시설이다. 그 가치 또한 높아서 세계에서 오직 5기(미국, 일본, 한국, 독일, 스위스)만 운영 중이다. 4세대 방사광가속기는 선형으로 사용하며, 고휘도의 전자빔 번치를 발생시키는 전자총, 이를 가속시키는 전자가속기, 전자빔 번치가 사행운동을 하면서 방사광을 발생시키는 자석구조의 삽입장치, 방사광을 실험장치까지 유도할 수 있는 빔라인으로 구성돼 있다. 특히, 삽입장치 전자석은 3세대 방사광에서 사용하는 것과 구조적으로는 동일하나 인출되는 방사광 밝기가 차이난다. 4세대 방사광은 수십 억분의 1초보다 빠른 광원으로 화학촉매 반응, 분자결합 반응, 생체 반응같은 초고속 자연현상 관측이 가능하며, 화학 반응의 경우에도 4세대 방사광을 이용하면 순식간에 발생하는 각 과정을 순간 포착할 수 있다. 또한 현미경으로도 볼 수 없는 나노 물질을 관찰하기 위해서는 파장이 짧은 X-선을 이용해야 하는데, 4세대 방사광은 크기가 1m의 10억분의 1밖에 되지 않는 나노 및 펨토 크기의 물질을 보는 현미경이 될 것으로 기대된다.

3세대 방사광과 비교해서도 뛰어난 점이 많다. 4세대 방사광은 3세대 방사광과는 다르게 각각의 전자에서 발생한 빛의 파장이 공간적으로 잘 정렬되며, 이러한 우수한 특성의 빛은 단백질과 같은 작은 물질의 구조 해석에 매우 유용하다. 이 외에도 4세대 방사광은 3세대 방사광보다 1억배나 밝기 때문에 단 한 번의 실험으로도 원하는 결과를 얻을 수 있고, 또한 여러 번의 노출로 시료가 X-선에 손상되기 전에 정확하고 선명한 결과가 도출 가능한 장점도 있다. 결론적으로 4세대 방사광가속기는 세포의 동적(動的) 현상을 실시간 분석할 수 있는 최첨단 연구시설로, 단백질의 기작을 실시간으로 관측함으로써 생명과학분야 및 신약개발 분야에 비약적인 발전을 기대해 볼 수 있다. 이러하듯 4세대 방사과가속기는 포항시만이 가질 수 있는 큰 장점으로 앞으로 국내 바이오산업 경쟁에서 포항을 우위에 올릴 수 있는 가장 큰 역할을 할 것으로 평가된다. 포항가속기연구소에 위치한 4세대 방사광가속기는 지난 2011년부터 4천298억원(국비 4천38억원, 시·도비 260억원)이 투입돼 2015년 말 준공됐다.

 

세포막단백질연구소 조감도.


□바이오 오픈 이노베이션 센터

바이오 오픈 이노베이션 센터는 포스텍 바이오분야의 우수한 연구역량과 제4세대 방사광가속기를 활용한 바이오 벤처, 제약·생명공학 기업유치 및 기반 연구시설 구축 필요성에 따라 마련됐다. 특히 지역 바이오기업들이 포스텍의 우수한 연구시설을 활용할 수 있도록 전문연구소 인근 기업지원시설 구축을 통한 시너지효과가 극대화될 것으로도 기대되고 있다. 가속기 기반 신약개발 프로젝트의 하나로 지난 2016년부터 추진돼 온 바이오 오픈 이노베이션 센터는 한 마디로 ‘국내외 신약개발 기업체, 연구기관이 입주하는 신약개발 전용 연구센터’다. 포스텍 생명공학연구센터 인근 연면적 7천926㎡(지하1층, 지상3층)로 신축되며, 약 212억원이 투입된다. 센터는 바이오분야 기업입주시설, 연구시설, 파일럿 플랜트 등으로 구성되며, 이와 함께 원심분리기, 액체질소 보관통 등 17종 45점의 연구장비 역시 마련된다. 올해 2월 기공식을 개최했으며 연말까지 준공할 예정으로 시는 준공 이후 국내외 제약·바이오기업 및 국제 신약개발 연구소 유치에 힘쓴다는 계획이다.



□세포막단백질연구소

포항융합기술산업지구 내 건립되는 세포막단백질연구소는 가속기를 활용한 세포막단백질 구조기능 연구를 수행하는 미래 국가 바이오 신약개발 핵심 인프라다. 즉, 세계적 수준의 방사광가속기를 활용해 질환표적 세포막 단백질 구조를 밝히고, 메커니즘 탐구를 통해 구조기반 신약개발의 국가 경쟁력 확보에 도움을 줄 것으로 보인다. 구체적으로 국내에서 유일하게 세포막단백질 구조 분석이 가능한 4세대 방사광가속기 활용하면 질병원인의 60% 이상을 차지하는 세포막단백질의 구조 규명에 큰 도움이 될 수 있기 때문에, 세포막단백질연구소는 기존의 대량화합물 스크리닝 방식에서 벗어나 독창적인 신약개발이 가능하고 신약 후보물질 도출에 투자되는 비용과 시간을 획기적으로 절감할 수 있어 우리나라가 1천500조원의 글로벌 신약시장에서 주도권을 확보할 수 있는데 큰 도움을 줄 것으로 기대를 모으고 있다. 이 밖에 세포막단백질연구소는 막단백질 구조 규명을 통해 신약개발 연구의 핵심적인 정보를 제공하고, 다양한 분야의 연구자와 유기적인 공동연구로 막단백질의 주요 메커니즘을 규명하는 기능을 수행할 수도 있다.

올해 초 사업추진단이 출범한 세포막단백질연구소는 가속기 기반 신약개발 클러스터 조성을 위한 첫사업으로, 포항융합기술산업지구 내 연면적 6천12㎡(지상 3층, 지하 1층) 규모로 올해 연말 착공식을 가질 계획이다.

바이오오픈이노베이션 조감도.


□식물백신 기업지원시설

현재 우리나라는 구제역, 돼지열병 등 상재성 가축질병으로 최근 4년간 3조원의 손실이 발생하는 등 국가재난형 가축질병으로 인해 해마다 국가 경제 손실이 심각한 수준이다. 또한 기존 백신(유정란, 동물세포배양) 시스템의 가축전염병 대응에도 한계를 보이며 안전하고 신속대응 가능한 신규 백신생산 플랫폼 개발이 시급한 진퇴양난의 상황에 빠졌다. 이에 대한 해결책으로 꼽히는 것이 바로 식물백신. 한국과학기술기획평가원이 발표한 ‘우리 사회를 지켜줄 10대 미래 유망기술’ 중 하나인 식물백신은 특정 병원체의 DNA 도입으로 형질전환된 식물세포나 식물체를 이용해 생산하는 백신으로, 기존 백신과 달리 바이러스를 직접 배양해 사용하지 않아 병원체 전파 위험이 적다는 장점이 있다.

이러한 식물백신 관련 시설 역시 포항에 들어선다. 포항시에 따르면 국내 식물백신 기업 유치 및 그린바이오 신산업군 조성을 위한 전초기지이자 거점시설로 활용될 식물백신 기업지원시설이 오는 2021년까지 포항융합기술산업지구 내 준공될 예정이다. 시설은 완전 밀폐형 식물재배시설, 우수 동물용의약품 제조기준(KvGMP) 백신생산시설, 전임상 평가용 시설과 효능평가시설, 기업지원시설 등이 구축된다. 준공 이후에는 동물용 백신-인수공통 감염백신-인체백신으로 개발범위를 확대하고 현재 100% 수입하는 구제역, 돼지열병, AI 등 동물용 백신의 자급률을 2020년까지 40%까지 확대할 계획이다.

/전준혁기자 jhjeon@kbmaeil.com


전준혁기자님의 최신기사

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.