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Microorganism 메타지놈 칩을 이용한 장내 미생물체 분석동향 인체 미생물체 분석 연구 초대형 프로젝트 이엠생명과학연구원 서범구
2013-09-30 11:26:14

메타지놈 칩을 이용한 장내 미생물체 분석동향


2007년 미국 NIH의 로드맵 과제로 인체 미생물체의 메타지노믹스 연구가 선정되었으며 최신의 기술들을 이용하여 장내 미생물의 특성을 밝히고 인간의 질병과 건강에 대한 그들의 역할을 규명하기 위해서 Human Microbiome Project (HMP)를 시작하였음. 프랑스, 독일, 영국, 스페인, 이탈리아, 덴마크, 네덜란드 등의 7개 나라가 컨소시엄을 구성한 유럽 연합은 3000만 달러의 사
업비로 Metagenomics of the Human Intestinal Tract (MetaHIT)을 시작하 였음. 일본의 경우에서도 2007년에 Human Metagenome Consortium, Japan (HMGJ)을 구성하여 16개의 주요한 장내 미생물의 게놈을 해독하고 있으며 중국 또한 유럽과의 공동사업과 함께 Meta-GUT Project를 진행하고 있음.


이외에 캐나다 (Canadian Microbiome Initiative), 호주 (Australian Urogenital Microbiome Consortium), 싱가포르 (Human Gastric
Microbiome) 등 선진국을 중심으로 인체 미생물체를 분석하고 연구하려는 초대형 프로젝트가 속속 출범되고 있음.


- 이들 선진국들은 장내에 존재하는 미생물과 인간의 건강, 장내 미생물중 핵심 미생물 (core microorganism) 이 무엇 인가에 대한 연구를 진행 하고있으며, 이를 위하여 게놈 sequencing 기술뿐 아니라, 미생물 생태의 광범위한 조사를 가능하게 하는 메타지노믹스 (metagenomics) 기술을 이용하여 실제의 자연에서 추출된 미생물 생태의 다양한 유전물질들을 대단위 씨퀀싱 기술로 분
석하고 있음. 이와 함께 마이크로어레이 등의 최신 분자생태학적 분석기술의 도입 및 개발을 통하여 장내 미생물에 대한 연구를 진행하려 하고 있음.


- 우리나라의 바이오칩 시장은 이엠생명과학연구원을 중심으로한 연구소와, (주)올메디쿠스, (주)인포피아 (주)아이센스, 바이오포커스 등 몇 군데의 벤처기업에서 제품을 출시하고 있는 상태로 최근 매출이 상승하고 있음.


- 최근에는 삼성전자가 차세대 성장엔진으로 소형 반도체 하나로 사람의 건국내외 기술개발현황

건강상태를 점검할 수 있는 '바이오칩'을 개발 중에 있다며 발표, 대기업의 바이오칩 진출이 심화될 조짐을 보이고 있음.


- 현재 국내 바이오센서 기업들이 주로 관심을 가지고 있는 분야는 90% 이상이 의료용 바이오칩으로, 아직 식품분석용과 환경용 및 그밖에 다른 분야의 바이오센서에 대한 관심 정도가 상대적으로 낮은 상태임.


- 한편, 국내 바이오칩 시장규모는 2001년에 약 50억 원, 2003년에는 약 100억 원 정도의 시장이 형성된 것으로 분석되었으며 2007년 현재에는 500억의 시장규모를 가지고 있는 것으로 나타났음.


- 우리나라는 약18.5%의 성장률을 보여 2010년에는 700억 규모로의 성장이 예상됨.


- 기존의 DNA chip의 단점인 낮은 특이성과 민감성을 극복하고 환경에 존재하는 미생물의 특정 유전자를 mining하여 유용자원으로 발굴할 수 있는 새로운 형태의 DNA chip의 개발은 현재의 미생물 대량분석기술 요구에 부흥하는 것뿐만 아니라 기존 DNA chip의 영역을 대체함으로서 새로운 부가가치를창출할 수 있으리라 예상되어짐.


- 전 세계의 바이오칩 관련 시장은 평균 32%의 신장률을 기록하며 성장해오고 있다. 2007년 전 세계의 바이오칩 시장규모는 29억 달러이며, 미국, 일본, 유럽이 (미국 37%, 유럽 42%, 일본 11%) 세계 시장의 90% 이상을 점유하고 있으며 우리나라도 5000만 달러 규모의 시장을 가지고 있는 것으로 조사되어있음.


- 그 중 미국은 전 세계의 바이오칩 시장에서 가장 큰 규모를 차지하는 시장이며, 미국 내 바이오칩 관련 제품과 서비스는 매년 20%의 성장을 하여 2008년에는 총 21억불에 이를 것으로 예상되고 있음.


- 이 가운데 8억 7천만불은 microarray를 이용한 바이오칩이 차지하고 있으며, instrument, reagent, consumable software service가 나머지 약 12억불 시장을 차지하고 있다. 시장을 주도하는 구심력은 빠른 변화와 성장을 보이고 있는 protein analysis와 gene __EXPRESSION__을 이용하는 durg discovery, epidemiological research임.


- 기술적인 측면에서는 보다 작고 고밀도의 microarray, protein chip, laboratory chip을 만드는 벽을 점차 허물어 가고 있음. 이러한 시장에서 기업들은 살아남기 위하여 끊임없는 연구 개발을 통하여 특허분쟁과 같은 법적 분쟁과 sales & marketing이라는 다각적인 분야에서 성장해 나가고 있음.


- Affimetrix 사가 이끌고 있는 미국 바이오칩 산업은 선발 기업이 가지고있는 핵심 기술을 후발 기업에 판매, 양도하며 성장해 가고 있음. 이외에도 Amersham Biosciences, Applera, Agilent Technologies, PerkinElmer Life and Analytical Sciences, Beckman Coulter, Ciphergen Biosystems, Caliper life science 사 등이 미국 바이오칩 시장의 64%를 차지하고 있음.

 

장내 세균 미생물 분양 및 공동연구 수행 이엠생명과학연구원 ok99@paran.com




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