미래 사회에서 생물소재의 응용분야

목차

1. 올리고당의 연구동향과 응용분야

2. 기능성 효소부문(효소 관련 요소 기술을 이용한 응용분야)

3. 식품의 기능에 의한 (생물소재) 응용분야

4) 비특이적 DNA 결합 단백질 Dps와 목적 단백질을 대장균 에서 동시에 발현시킴으로써 목적 단백질을 대량 생성

5. 바이오테크를 이용한 생명소재 응용분야

참고자료

본문내용

매우 밝은 것으로 보인다. 이미 1998년 OECD의 보고서에서는 산업 생산 과정에서 바이오테크를 응용하는 것이 산업적 재활용도를 높이기 위한 효과적인 전략이라고 밝힌 바 있다. 산업적 재활용이란 공정을 혁신하거나 청정기술을 이용하여 환경 오염과 자원 낭비를 줄이는 것이다. 환경오염과 자원 고갈 등의 문제는 인류가 당면한 과제이기에 산업 관련 바이오테크는 상업적 측면 뿐 아니라 공공적 측면이 강한 분야라 할 수 있다. 따라서 미국, 일본 등 선진 국가들은 정부 차원에서의 연구개발 및 상업화 시도를 활발히 하고 있다.
한편 현재까지 산업화가 가장 진척된 분야로 산업용 효소를 들 수 있다. 산업용 효소는 기존의 합성화학 공정에서 사용되어 온 산, 알칼리 등의 유해한 물질을 생물 유래물질인 효소로 대체함으로써 환경친화적인 생산공정을 가능하게 하였다. 이들 산업용 효소가 응용되는 분야는 세제, 식품가공, 화학, 섬유, 제지 등 매우 다양하다.
그 외에 바이오테크의 산업적 응용이 기대되는 유망 분야로 생물소재를 들 수 있다. 생물소재는 조직공학을 이용한 인공피부, 인공골격 등의 생체적합재료(Biomaterials)와 생분해성플라스틱 등의 바이오폴리머(Biopolymer)로 나누어 볼 수 있다. 특히 바이오폴리머의 경우 기존 석유화학제품의 환경오염, 인체 독성 등을 해결할 수 있는 대안으로 각광받고 있다. 생분해성 플라스틱의 가격이 기존 제품에 비해 비싸 상용화가 제대로 이루어지지 못하고 있으나 경제성 문제가 해결된다면 기존 석유화학 제품에서 생분해성 플라스틱으로의 대체 효과는 엄청날 것으로 예상되고 있다.
3) 미생물과 식물을 이용한 응용분야
바이오테크의 응용은 공해문제의 해결에 있어서도 한몫을 하고 있다. 미생물 처리 공정을 이용한 각종 오염 물질 정화 시스템 및 제품 등이 대표적인데, 이런 과정을 생물학적 정화 시스템(Bioremediation)이라고 부른다. 이 과정에서는 환경에 유해한 중금속이나 난분해성 물질을 영양 및 에너지원으로 이용하는 미생물을 활용하게 되는데, 이들 미생물은 유해물질을 이산화탄소나 물과 같은 무해한 물질로 분해하여 환경오염을 막아 준다. 또한 최근에는 미생물뿐 아니라 식물체를 이용한 정화 시스템(Phytoremediation)도 개발되고 있다.
바이오테크를 이용한 환경 정화 시스템은 에너지 소모가 많고 인건비가 많이 드는 기존의 방법에 비해 약 65~85%의 비용 절감 효과가 있는 것으로 알려지고 있어 환경 개선의 효과와 더불어 비용 절감 차원에서도 생물학적 정화 시스템의 개발이 적극 장려되고 있다. 한편 생물학적 정화 시스템은 환경의 공공재적 특성으로 인하여 공공 부문이 연구개발을 주도하고 있고 민간 부문의 참여는 미미한 실정이나, 최근 소규모 기업들을 중심으로 생물학적 정화 시스템 및 오염물질 검출 시스템 등의 개발이 활발하다. 아직까지 시장에서나 기술 측면에서 뚜렷한 우위를 점하고 있는 기업이 없기 때문에, 향후 혁신적 기술을 보유한 신생 기업들이 진출하여 성공할 수 있는 여지는 얼마든지 있는 것으로 보인다.
4) 농업 식품 부문에서의 바이오테크
유전자 조작 농작물(Genetically Modified Organisms)이나 바이오 식품(바이오테크를 이용하여 기능성을 강화한 식품)은 환경 및 기타 산업 분야의 바이오테크에 비해 일반인들에게 널리 알려진 분야이다. 이미 선진국에서는 유전자 조작 농산물의 연구 개발 및 상업화가 많이 진전된 상태로, 1994년 바이오테크기업인 Calgene(Monsanto에서 인수)의 무르지 않는 토마토를 시작으로 1996년 거대 농화학기업인 Monsanto가 제초제 내성 콩(상품명 Roundup)을 개발, 시판하면서 본격적인 상업화가 이루어졌다. Monsanto의 유전자 조작 콩은 기존 제품에 비해 가격이 비싸다는 단점에도 불구하고, 탁월한 수확량 증대 효과를 가져와 폭발적인 판매 성과를 가져왔다. 한편 제초제 병충해 내성 작물에서 시작된 농업관련 바이오테크 연구는 해바라기, 벼, 감자 등 다양한 작물로 확대되었으며, 최근에는 nutrigenomics(영양학에 지노믹스 개념을 도입한 것)의 발달으로 식용 백신(간염 백신을 포함하는 바나나), 황금 쌀(비타민 A를 강화한 쌀), 항체(여드름균, 위염균 항체 등) 함유 계란 등 바이오식품으로 응용되는 사례가 증가하고 있다. 나아가 개개인의 유전자 특성에 근거하여 각종 질병의 발생을 예방할 수 있는 맞춤형 의약 식품의 개발이 세계 곳곳에서 진행되고 있다. 이들 바이오식품은 철저한 임상 시험과 평가를 거쳐 시장에 출시되고 있으며, 바이오식품에 대한 소비자들의 이해 수준 및 관심 정도가 꾸준히 높아지고 있어 향후 시장 전망은 밝은 편이라고 할 수 있다. 하지만 바이오테크를 도입한 기능성 식품의 효능에 대하여 논란이 없는 것은 아니다.
아직도 유전자 조작 농산물 또는 식품의 안전성 및 윤리적 측면에 대하여 부정적 시각을 갖고 있는 사람들도 상당수 존재하고 있기 때문에, 이러한 사회적 인식 및 엄격한 규제의 극복이 시장 성장의 관건이 될 전망이다.
이밖에 바이오테크 활용 분야가 기존의 의약, 농업, 식품에 그치지 않고 다양한 분야로 확산되고 있다. 미국 National Research Council에 따르면, 2010년경에는 연료, 유기화학제품, 소재 등의 바이오테크 유래 제품의 비중이 1990년대 중반보다 3배 이상 증가하고, 2090년경에는 대부분의 유기화학과 소재분야 제품이 바이오테크 유래 제품으로 대체될 것으로 전망되고 있다.
앞으로 생명소재 개발을 위한 많은 연구 활동을 통해, 개발된 신기술 및 제품을 산업체에 이전하여 국가 과학기술 발전과 지역 경제 발전에 기여해야 될 것이다.
참고자료
ㆍ생명공학 연구 센터
ㆍhttp://www.enbiogen.com/index.html
ㆍhttp://kr.blog.yahoo.com/na9210887/5700.html
ㆍhttp://www.cri.co.kr/ (화학저널)
ㆍhttp://www.bio-expo.com/korea/sub/main_sub/bio_world/5p_1.html
ㆍ수원대학교 기능성 생명소재 연구소

키워드

미래사회에서 생물소재의 응용분야,   올리고당의 연구동향과 응용분야,   효소관련 요소기술을 이용한 응용분야,   바이오테크를 이용한 생명소재 응용분야,   식품의 기능(생물소재)응용분야