유전자를 자르고 붙여 난치병을 치료하는 크리스퍼 유전자 가위, 농작물의 멸종을 막는 유전체 등 바이오 기술이 미래를 바꿀 주요 산업으로 부상하고 있습니다.

지난해 한미약품이 8조원 규모의 기술수출을 했던 것도 새로운 성분의 화합물 신약을 개발한 것이 아니라, 단백질을 매개로 기존 약 성분의 효과를 오랫동안 지속시킬 수 있도록 한 혁신적인 바이오 기술입니다.

이 같은 바이오 기술은 '특정 부품, 제품이나 프로세스를 만들기 위해 살아있는 유기체나 생물 시스템을 사용하는 기술'로 정의됩니다. 산업연구원은 △바이오의약 △바이오화학 △바이오환경 △바이오식품 △바이오에너지·자원 △바이오전자 △바이오공정 및 기기 △바이오검정 등 8가지 분야로 바이오 산업을 구분했습니다. 이 가운데 지난해 산업통상자원부와 고용노동부는 '바이오헬스 미래 신산업 육성전략 보고서'를 통해 기존 8대 바이오 산업 분류체계에서 발생하는 공백 영역인 유전체, IT융합 의료기기, 의료소프트웨어 등 신기술분야에 대한 구체화가 필요하다고 지적한 바 있습니다.

◇바이오 산업, 레드·그린·화이트로 분류=바이오 산업은 통상 의료·제약 분야인 '레드바이오', 농업·식품 분야인 '그린바이오', 환경·에너지 분야인 '화이트바이오'로 나뉩니다.

먼저 레드바이오에는 인체 의약품·백신, 동물 의약품·백신 등이 포함됩니다. 의약품에는 화학적 합성 과정을 거쳐 만든 합성의약품과 바이오 기술을 이용한 바이오의약품이 있는데, 글로벌 제약기업 분석기관인 이벨류에이트파마는 전체 의약품 중에서 바이오의약품의 비중을 약 23％로 추정하고 있습니다. 특히 체내에서 면역 작용으로 생성되는 항체의 특성을 질병 치료에 활용한 것이 항체의약품인데, 1985년 미국 얀센이 이식거부반응 치료제 '올소크론'을 세계 최초로 승인받은 이후 많은 제품 개발이 이어져 현재는 판매액 기준 세계 10위 의약품 중 6개를 차지할 만큼 비중이 커졌습니다. 국내에서는 삼성과 셀트리온 등이 해외시장을 바라보고 바이오의약품 분야에 도전하고 있습니다. 궁극적으로는 이 같은 바이오의약품의 비중이 화학의약품을 추월할 것으로 예상됩니다.

◇그린바이오, 식품·종자·농약 등 포함=그린바이오는 흔히 유전자재조합식품(GMO)으로 알고 있는 개량 종자나 유전자가 변형된 동식물을 의미하며 건강기능식품이나 식품·사료 첨가제 등도 포함됩니다. 농업분야는 작물 보호, 종자, 비료로 나눌 수 있고 바이오 기술이 주로 적용되는 작물 보호와 종자 분야는 전체 시장의 약 40％를 차지합니다.

흔히 농약이라고 불리는 작물 보호제 시장 규모는 2014년 기준 약 567억달러 수준입니다. 이 중 바이오 분야인 바이오 농약은 화학적 합성에 의해 만든 농화학 제품이 아닌 주로 미생물을 이용해 만든 제품으로 약 20억달러 규모입니다. 화학 성분 농약들은 일부 업체가 전체 시장의 대부분을 점유하는 구조지만 바이오 농약은 200개가 넘는 소규모 업체들이 시장에 참여하고 있습니다. 아직 시장 형성 초기 단계지만 향후에는 유전자 조작을 통해 다양한 형태의 바이오 농약 제품이 출시되면서 시장이 확대될 전망입니다.

종자 분야 중 대표적인 바이오 제품이라고 할 수 있는 유전자재조합 작물은 시장 규모가 2014년 약 210억달러로 추정되지만, 아직 유전자재조합 작물에 대한 거부감이 많아 콩, 옥수수, 면화, 유채 등에 종류가 한정돼 있습니다. 그러나 식량난이 전 세계적인 사회 문제로 대두되면서 유전자재조합 기술은 미래 식량 문제를 해결할 수 있는 돌파구라는 공감대가 형성되고 있습니다. 따라서 향후에는 쌀과 밀 같은 작물도 유전자재조합 작물이 개발될 것으로 보입니다. 이미 미국 몬산토, 독일 바이엘 등 기업은 유전자재조합 밀 개발에 시동을 걸고 있습니다.

◇화이트바이오로 에너지·소재 난제 해결=화이트바이오는 바이오 에탄올로 잘 알려진 바이오 연료나 식물성 합성수지인 바이오 폴리머, 그리고 하수 처리용 미생물 등이 있으며, 2014년 시장 규모는 약 1230억달러로 추산됩니다. 이들 제품은 기존 휘발유, 경유 같은 석유 제품이나 폴리에틸렌 등 석유화학제품과 경쟁 관계에 있는데, 향후 석유자원에 대한 의존도를 낮추고 환경문제를 해결할 것으로 기대를 모으고 있습니다. 최근 미국 실루리아테크놀로지라는 벤처기업은 바이러스를 활용해 메탄가스를 가솔린으로 전환시킬 수 있는 공정을 시연할 예정이라고 밝혔습니다. 화이트바이오 분야에서는 바이러스 등 미생물을 활용해 기존 에너지·전자 제품들의 한계점을 극복할 수 있는 다양한 방법들이 개발될 것으로 관측됩니다.

이렇듯 바이오 기술은 유전자 지도를 이용해 고혈압, 당뇨, 암 등 유전적 질병을 사전에 예측하고, 멸종하지 않는 작물을 만들어 식량문제를 해결하며, 유기물질을 발효시켜 새로운 에너지원으로 만드는 등 인류의 밑그림을 새로 그릴 것으로 예상됩니다.

김지섭기자 cloud50@dt.co.kr