[생생경제] 정부가 개발 지원하는 '마이크로바이옴' 이란?

■ 방송 : YTN 라디오 FM 94.5 (15:00~16:00)

■ 진행 : 전진영 PD

■ 방송일 : 2022년 5월 18일 (수요일)

■ 대담 : 류효진 과학기술정보통신부 생명기술과 사무관

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다.

[생생경제] 정부가 개발 지원하는 '마이크로바이옴' 이란?

-마이크로바이옴, 미생물과 관련된 유전 정보 전체

-장내 미생물은 뇌에도 영향... 장은 '제 2의 뇌'

-정부, 마이크로바이옴 신약 개발 지원... 1조원 규모의 R&D 사업 기획

◇ 전진영 PD(이하 전진영)> 돈 버는 습관을 과학기술에서 알기 쉽게 찾아드리는 시간. <돈되는 기술, 돈 버는 과학> 코너입니다. 오늘은 과학기술정보통신부 생명기술과 류효진 사무관 연결돼 있습니다. 안녕하세요.

◆ 류효진 과학기술정보통신부 생명기술과 사무관(이하 류효진)> 네 안녕하십니까.

◇ 전진영> 마이크로바이옴이라는 용어가 생소한데 구체적으로 어떤 것인지 청취자분들께서 쉽게 이해하실 수 있도록 설명을 부탁드립니다.

◆ 류효진> 마이크로바이옴(Microbiome)이란 인체와 동·식물, 토양, 해양 등 환경과 공존하는 미생물과 이와 관련된 유전정보 전체를 말합니다. 최근 “Microbiome”이라는 국제전문학술지에 따르면 미생물과 유전정보뿐만 아니라, 그 미생물들이 생산하는 다양한 물질을 포함하는 일체의 활동과 서식 환경까지 포함하는 매우 광범위한 용어입니다. 미생물이라고 하면 현미경으로 볼 수 있는 아주 작은 세균이나 바이러스를 얘기하는데, 특히 세균이라고 하면 장티푸스, 콜레라 같은 무서운 감염병을 떠올리게 되죠. 이처럼 과거에는 주로 해로운 존재로 여겨졌지만, 최근에 유전체 분석기술의 발전으로 마이크로바이옴에 대한 과학적 이해가 높아지면서 이런 미생물들이 인간의 건강과 환경 생태계를 좌우한다는 것이 밝혀졌고 바이오 분야에 일약 스타로 떠오르게 되었습니다. 인간이 가지고 있는 마이크로바이옴은 주로 장에 90%가 존재하면서 체중의 1~3%를 차지한다고 알려져 있는데, 그 숫자는 사람의 세포 수 보다 두 배 이상 많고 유전자수는 100배 이상 많다고 합니다. 70Kg 성인 기준으로 보면 마이크로바이옴 수는 약 38조 개 정도가 된다고 하네요. 이렇게 우리 몸속에 무수히 많은 마이크로바이옴은 우리의 질병과 건강에 영향을 미치고 있는데, 비만, 당뇨와 같은 대사질환과 아토피나 천식, 류마티즘 같은 면역질환 뿐만 아니라, 최근에는 암이나 치매, 파킨슨, 우울증, 자폐증과 같은 뇌질환과도 연관이 있다고 밝혀지고 있습니다. 그리고 지구 전체 유기물의 약 60%를 차지하는 마이크로바이옴은 토양의 질, 식물의 생장, 수질 개선 등에 영향을 미치면서 환경 생태계를 유지하거나 조절자 역할을 수행한다고 알려지고 있습니다.

◇ 전진영> 우리 몸 속에 있지만 눈에 보이지 않는 마이크로바이옴이 우리에게 정말 많은 영향을 미치고 있는 거네요. 흥미로운 사례나 좋은 성과들이 있으면 소개 부탁드립니다.

◆ 류효진> 마이크로바이옴이 인체에 대한 영향을 인식한 것은 2006년 미국 워싱턴 대학의 제프리 고든 박사가 발표한 네이처 논문이 계기가 되었습니다. 논문에 따르면 뚱뚱한 사람의 분변을 쥐에 먹이면 날씬한 쥐가 뚱뚱해지고, 날씬한 사람의 분변을 뚱뚱한 쥐에 먹이면 날씬해 졌다고 합니다. 전문 용어로 “분변이식술”이라도 하는데요. 쉽게 말하면 장에 있는 미생물을 이식하는 겁니다. 뚱뚱한 쥐의 장에는 에너지를 잘 흡수해서 지방을 빨리 증가하게 하는 세균 일명 “뚱보균”들이 많이 살고 있고, 반면에 날씬한 쥐의 장에는 뚱보균과 반대 기능을 하는 균들이 많이 살고 있어 비만과 같은 질병에 영향을 준다는 것을 밝힌 것이죠. 또, 앞서 말씀드린 것처럼 장내 미생물은 뇌에도 중요한 영향을 미친다고 알려져 있는데요, 그래서 장을 ‘제2의 뇌’라고 부르기도 합니다. 장과 뇌는 서로 떨어져 있는 것처럼 보이지만 특별한 신경세포와 면역 경로가 연결돼 있어서 자폐증, 파킨슨병, 치매, 우울증 등과 같은 정신신경계 질환에도 영향을 미친다는 중요한 연구 결과들이 나오고 있습니다. 이러한 “장과 뇌”의 연결 고리로 작용하는 것이 바로 장내에 있는 세균들이라고 밝혀지고 있습니다. 그리고, 최근에는 마이크로바이옴과 췌장암과 같은 치료가 힘든 각종 암과의 관계를 밝히는 연구결과들이 발표되고 있고, 젊은 쥐의 장내 미생물을 늙은 쥐에 이식했더니 노화현상이 지연된다는 연구 결과가 나오기도 했습니다. 한편, 항생제를 먹어도 안 죽는 특정 세균에 의한 장염을 마이크로바이옴을 이용하여 치료하는 획기적인 기술이 올 하반기에 미국 FDA의 최종 승인을 앞두고 있는데요, 이것이 승인 되면 최초의 마이크로바이옴 신약이 시장에 진출하게 되는 겁니다.

◇ 전진영> 그럼 이런 마이크로바이옴에 대한 정책적 지원이 왜 필요한지요?

◆ 류효진> 이렇게 마이크로바이옴이 인간과 환경에 다양하게 영향을 미치고 있는 것이 확인되면서, 마이크로바이옴을 이용해서 질환을 예방하거나 진단하고 치료할 수 있는 가능성이 열렸습니다. 특히 기존의 기술로 해결하지 못한 항생제 내성이나 만성질환, 난치성 질환 등의 해결을 위한 대안으로 부각되면서 국내외에서는 마이크로바이옴 신약 개발을 목표로 하는 벤처기업들도 속속 생겨나고 있습니다. 그리고 마이크로바이옴을 활용한 식품이나 치료제뿐만 아니라 최근에는 화장품이나 샴푸 같은 퍼스널케어 제품들, 또 농축산물의 생산성 증대나 환경오염을 진단하고 저감하는 등 다양한 산업영역으로 마이크로바이옴 시장이 확대·성장하고 있습니다. 하지만 우리는 미생물이 우리 몸을 건강하게 하기도 하고, 많은 질환과 관련이 있을 수 있다는 걸 이제 겨우 알기 시작한 단계라, 우리 몸 속의 미생물이 어떻게 질환을 일으키고 어떻게 하면 질환을 예방할 수 있는지, 그리고 이러한 미생물을 어떻게 활용하면 질병을 치료할 수 있는지를 더 많은 연구를 통해서 알아봐야 합니다. 그러기 위해서는 훨씬 더 많은 사람의 미생물을 더 오랜 기간에 걸쳐 모으고 분석해야 하고, 어렵게 찾아낸 미생물들을 잘 키우는 것도 큰 숙제라고 할 수 있습니다. 이러한 연구를 통해서 마이크로바이옴을 조절해 건강을 지키거나 질병을 치료하는 기술을 개발해야 할 것입니다. 마이크로바이옴 기술의 발달로 질병의 조기 예측과 정밀 진단, 개인 맞춤형 치료가 가능해 진다면 치료효과를 극대화하여 건강한 수명 연장이 가능해 지고, 동시에 질병으로 인한 사회경제적 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이처럼 마이크로바이옴은 고부가가치 창출이 가능하고 성장 잠재력이 큰 분야이지만 아직 아무도 가보지 못한 신개척 분야이기도 해서 민간에서 대규모로 뛰어들기에는 아직 위험요소들이 많은 상황입니다. 그래서 국가에서 체계적이고 전략적으로 지원하는 정책이 필요합니다.

◇ 전진영> 그러면 정부에서는 마이크로바이옴에 대해 어떤 정책을 추진하고 있습니까?

◆ 류효진> 미국이나 유럽의 해외 주요 선진국들은 이미 15년 전 부터 그 중요성을 인식하고 국가차원에서 대규모 투자를 통해 마이크로바이옴 연구개발을 위한 인프라와 기초연구에 전략적으로 지원해 오고 있습니다만 우리나라는 최근에서야 관심을 가지고 지원을 본격화 하고 있습니다. 우선, 작년에 마이크로바이옴 분야를 국가차원에서 선도적으로 육성하고자 추진방향을 정립하고 발전기반 마련을 위해, ‘국가 마이크로바이옴 혁신전략’을 수립하여 범정부적으로 추진하고 있습니다. 그리고 과기정통부를 중심으로 농식품부, 복지부, 산업부, 환경부, 해수부, 농진청, 산림청 등 8개 부처가 함께 마이크로바이옴 R&D를 국가적 방향성에 따라 체계화하고 전주기로 지원하는 ‘국가 마이크로바이옴 이니셔티브’ 라는 1조원 규모의 R&D 사업을 기획하고 있습니다. 이처럼 마이크로바이옴 분야 핵심 첨단기술을 개발하고 관련 산업 촉진을 위한 생태계를 조성하는 등 정책적 지원을 통해 마이크로바이옴 신산업을 육성하고 글로벌 경쟁력 확보가 가능할 것으로 판단하고 있습니다.

◇ 전진영> 마지막으로 한 말씀 부탁드립니다.

◆ 류효진> 저희 과학기술정보통신부에서는 마이크로바이옴 뿐만 아니라 다양한 바이오 미래유망기술 분야를 발굴하고 지원하는 정책을 추진하고 있습니다. 우리나라의 바이오 신산업을 육성하고 발전시켜, 글로벌 시장을 개척하고 주도할 수 있도록, 그리고 나아가 바이오 세계 선도국가로 도약할 수 있도록 정부가 마중물 역할을 하고자 합니다. 앞으로도 청취자 여러분의 많은 관심과 응원 부탁드립니다. 감사합니다.

◇ 전진영> 네 오늘 말씀 감사합니다. 지금까지 과학기술정보통신부 생명기술과 류효진 사무관 함께 했습니다.