차세대 국가 먹거리 바이오신약 상용화
바이오산업은 미래차, 시스템반도체와 함께 BIG3산업으로 정부에서도 지원을 확대하고 있으며, 코로나-19를 계기로 전 세계적으로 관심이 집중되고 있는 산업이다.
포항시는 원천적이고 독자적인 신약개발 기술을 토대로 한 미래의 국가 먹거리를 발굴하고 육성하기 위해 제약·바이오산업에 적극적으로 투자를 늘려왔으며, 바젤과 같은 세계적 바이오 클러스터로 성장하기 위한 요건을 하나하나 갖춰가고 있다. 바이오 분야의 우수한 연구인력, 포스텍, 한동대 등의 작지만 강한 대학, 방사광가속기와 같은 거대과학 인프라에 한미그룹의 포항 투자협약으로 점차 바이오산업 도시가 현실화되고 있다.
포항융합기술산업지구 내 건립 중인 세포막단백질 연구소는 3세대 방사광 가속기와 Cryo-EM(극저온 전자현미경)을 활용해 세포막단백질 구조를 분석해 신약을 개발하는 바이오 신약개발 핵심 인프라이다.
Cryo-EM(극저온 전자현미경)은 최근 2017년 노벨화학상 수상에 기여한 최첨단 장비로 정제된 단백질(시료)을 초저온 초고속으로 얼리고 세포 모습을 최적의 이미지 영상 조건을 탐색후 고해상도 카메라로 이미지 영상을 획득해 세포를 3차원 구조로 구현해 내는 장비이다.
방사광 가속기는 작은 크기의 단백질을 고순도로 정제한 후 수개월에서 수년간 결정화 과정을 거쳐야 하는 제약이 있는 반면 Cryo-EM(극저온 전자현미경)기술은 시료의 결정화 과정이 필요하지 않고 시료의 크기가 비교적 큰 세포를 규명하는데 시간이 단축되며 질병 유발 원인인 세포막단백질처럼 큰 세포 구조 규명에 유리한 장비이다.
세포막단백질 연구소는 3세대 방사광 가속기와 미국, 프랑스 등과 같은 선진국에서 각광받는 Cryo-EM(극저온 전자현미경) 등과 같은 핵심 장비를 활용해 연구개발과 상용화를 연계하는데 최적화된 시설이다.
또한 포항시는 2018년 9월, 경북도와 농림축산식품부가 주관한 ‘식물백신 기업지원시설 건립사업’ 공모에 최종 선정돼 식물백신 생산을 위한 기반시설과 식물백신 개발 중소기업 및 벤처기업을 지원·육성하기 위한 시설을 구축 중에 있으며 2021년 상반기 중에 시설 운영에 들어갈 예정이다.
식물백신 기업지원시설은 기존 동물세포에서 백신을 추출하던 기술에서 식물에서 백신을 추출하는 새로운 기술로 이는 기존 동물세포 백신보다 생산기간이 단축되어 감염병에 대한 신속한 대응이 가능하며, 국내 유일의 식물기반 의약품 개발시설로 동물용 의약품뿐 아니라 장기적으로 인체용 의약품까지 아우르는 그린바이오 산업의 거점시설로 이용될 전망이다.
뿐만 아니라 2016년부터 추진해 온 ‘바이오 오픈-이노베이션 센터’는 2020년 7월 사용승인을 받고, 9개의 바이오 벤처기업과 연구실이 입주를 하고 있으며 대학 및 기업 간 활발한 공동연구를 이어나갈 예정이다. 글로벌 연구 개발 트렌드인 ‘개방’과 ‘협력’으로 포스텍과 한동대 및 연구기관, 기업의 우수한 인력과 연구개발능력을 공유하며 오픈 이노베이션이 활발히 이뤄질 것으로 보인다.
또한 가속기 기반 신약개발 기본계획에 따라 내년부터 동물대체 시험평가센터 구축을 추진하고 향후 바이오신약 파이프라인 발굴을 위한 바이오신약연구소를 설립 및 첨단임상시험센터를 유치하고 중장기적으로 신약연구 중심병원까지 유치해 바젤, 보스턴 바이오클러스터와 같은 도시로 탈바꿈하기 위해 노력하고 있다.
◇ 연구개발.
포항은 경상북도와 함께 NBA프로젝트를 가동하고 있다. Next generation Bio/Accelerator Project의 이니셜을 따서 만든 명칭으로 가속기를 활용한 신약개발로 다음 세대를 대비하자는 의미이다.
포스텍 및 관련 연구기관은 2017년‘바이오·의료기술개발사업’의 일환으로 4세대 방사광가속기 활용 신약 원천기술개발사업이 과학기술정보통신부의 연구과제에 선정되어, 연세대, 서울대 등 국내 최고의 연구자들과 함께 당뇨, 지방간, 퇴행성신경증 등 질환 타겟 단백질 구조 규명 및 화합물 신약을 연구하고 있다.
또한 2019년에는 과학기술정보통신부의 ‘가속기 기반 신약개발 지원사업’에 선정돼 5년간 국비 229억으로 R&D 및 장비 구축을 지원받고, 지방비 229억을 투자해 세포막단백질연구소를 건립 중이며, 포스텍, 서울대, 광주과기원, 생명공학연구원이 공동으로 3세대 방사광가속기와 극저온전자현미경을 활용해 암을 핵심표적질환으로 하는 구조기반 신약 후보물질을 도출해 항체 신약 개발을 목적으로 연구가 진행되고 있다.
한동대도 줄기세포를 이용한 난치성 뇌질환 치료제 개발, CRISPR/Cas9 기반 다중 유전체편집을 통한 난치성 만성 B형간염 치료 기술 개발 등의 연구개발사업을 진행하고 있어 포항은 세포막단백질 구조분석을 통한 신약개발, 줄기세포 이용 신약개발 분야에서 막강한 경쟁력을 가지고 있다.
◇ 핵심 바이오 연구 인력양성.
포스텍과 한동대는 생명과학과, 융합생명공학부, 시스템생명공학부 등 생명공학분야 뿐 아니라 화학과, 화학공학과 등의 학부를 운영하면서 바이오·신약개발 분야에서 석·박사 연구인력을 양성하고 있고 포스텍의 기술 기반으로 압타머사이언스 등 여러 개의 바이오 벤처기업 창업을 이어나가고 있다.
지난 5월 포스텍 주관 과학기술정보통신부의 ‘혁신성장 선도 고급 연구인재 성장지원[KIURI] 시범사업’ 신규과제 공모에 선정돼 바이오 분자집게기술 연구단을 구성해 분자집게기술을 이용한 진단 및 치료제 개발을 연구한다. 사업 내용은 대학에 머물고 있는 이공계박사(포닥 등)가 산업계와 교류하며 첨단 연구·산업 혁신역량을 키우고 산업계 등으로 진출할 수 있는 플랫폼을 구축하는 것이다.
바이오 오픈이노베이션센터 및 세포막단백질연구소에서 창업과정 5명, 리더과정 12명 등 총 17명의 박사후연구원을 지원하고 있으며 한미사이언스, 제넥신, 이뮤노바이옴, 압타머사이언스, 로제타엑소좀, 셀렉신 등 27개사가 이 사업에 참여하고 있어 연구개발이 산업화로 연계될 수 있을 것으로 기대된다.
뿐만 아니라 바이오 융합분야에서도 금년 4월 바이오메디컬 반도체 융합전문인력 양성센터가 공모에 선정돼 바이오메디컬 센서 및 소자 전공, 바이오메디컬 융합회로설계 전공, 바이오메디컬 시스템설계 전공 등 3개 전공을 운영해 160여명의 전문인력을 양성해 나갈 계획이다.
식물기반 백신 및 신약개발기업인 ㈜바이오앱과 경상북도-포항시-대구경북경제자유구역청은 작년 7월 포항융합기술산업지구에 식물기반 단백질 의약품 생산 공장 건립과 관련해 투자양해각서를 체결했고, 국내 최고의 신약개발기업인 한미그룹은 ㈜바이오앱의 기술력을 인정해 그린백신 개발 및 사업화를 위한 공동연구 협약을 체결했다. 한미사이언스㈜는 해외시장 현황, 인/허가 절차 등 사업화를 담당하고 ㈜바이오앱은 그린백신 기술지원 및 후속 개량화 연구를 진행할 예정이다.
또한 작년 11월 한미사이언스㈜-포스텍-경상북도-포항시는 공동연구 및 기술정보의 교환, 바이오 분야 전문인력의 교육 및 인적교류, 연구시설·장비의 공동 이용 등과 같은 내용에 대해 상호 협력한다는 내용으로 업무협약을 체결했고, 지난 6월에는 한미사이언스㈜와 경상북도-포항시-대구경북경제자유구역청은 포항융합기술산업지구 내에 3000억원 규모의 R&D센터, 제조시설 및 헬스케어 사업 추진을 내용으로 하는 사업협력 양해각서를 체결한 바 있다. 이를 통해 기존 대학 및 연구기관의 연구성과가 산업화로 연결될 수 있을 것으로 예상된다.
뿐만 아니라 의료법인 한성재단은 지난 6월 골수유래 줄기세포 치료제 연구개발을 위한 임상실험실을 구축하기로 협약을 체결했고, 또한 여러 개의 바이오 기업들이 포항 투자를 고려하는 등 기업의 투자도 이어지고 있어 포항의 바이오산업 미래는 밝을 것으로 예상된다.
◇ 포항 바이오산업 클러스터 도약.
코로나19와 같은 세계적인 감염병 확산으로 감염병에 대한 백신 개발 등 바이오산업이 유망 분야로 떠오르고 있으며 또한 바이오산업은 급속한 성장과 글로벌 주도권을 차지할 신산업으로 주목받고 있다. 포항은 포스텍 및 한동대의 우수한 연구인력과 방사광 가속기 및 극저온전자현미경 등의 최첨단 장비를 바탕으로 바이오 오픈 이노베이션센터, 세포막단백질 연구소, 식물백신 기업지원시설 등 바이오 인프라와 혁신기술이 한미그룹 등 바이오기업의 사업화로 연계돼 선순환되는 바이오산업의 최적화된 도시로 성장해 가고 있다.
포항 바이오클러스터 중심으로 글로벌 시장에 내놓을 수 있는 고부가가치의 신약이나 획기적 제품이 개발되면 포항은 K-바이오를 이끌 바이오산업 선도 도시로 입지를 굳혀 나갈 것으로 기대된다.
행정사회부 데스크