[헬스코리아뉴스 / 이시우] 오는 2030년이면 합성생물학의 전세계 경제적 가치가 30조 달러(한화 약 4경 2765조 원)에 달할 것이라는 전망이 나왔다. 따라서 기업들은 이 분야에 대한 대규모 투자를 아끼지 말아야한다는 것이다.
미국에 본사를 둔 세계적인 경영전략컨설팅기업 보스톤컨설팅그룹(BCG)은 올해 2월 ‘합성생물학이 산업의 큰 변화를 불러올 것이다(Synthetic Biology Is About to Disrupt Your Industry)’ 라는 제하의 보고서를 통해 “합성생물학이 바이오경제를 탄생시키는 파괴적인 힘(Disruptive Force)이 되었다”며 이같이 밝혔다.
이론적으로 현재의 산업공정으로 만들어지는 많은 것들은 미생물을 통해 만들어질 수 있다. 공정과 제품을 만들거나 개선하기 위해 생물학적 시스템을 설계하거나 엔지니어링 하는 기술인 ‘합성생물학’은 향료, 섬유, 식품 및 연료에 이르기까지 인간이 소비하는 거의 모든 것들을 생산하는데 있어 새로운 방법을 제공한다.
이러한 것들은 CRISPR-Cas9과 같은 새로운 유전체편집기술로 새로운 DNA 조합이 가능해졌고, DNA 편집 비용도 감소되었으며, 에러 없이 긴 DNA 사슬을 복제할 수 있게 되어 가능했다. 무세포 생물학으로 살아있는 세포 없이도 대사세포공정을 통해 바이오센서를 이용해 더 빠르게 테스트할 수 있게 되었다.
BCG는 이를 토대로 오는 2030년까지 합성생물학이 다양한 제조산업에 확대되면서 생산물의 1/3에 적용되고, 30조 달러에 이르는 경제적 가치를 창출할 것이라고 내다보았다.
이미 합성생물학이 의약품 및 식품산업에 적용되는 것처럼 향후 5년 이내에 건강, 미용, 의료기기, 전자기기 산업이 합성생물학으로 변화를 맞게 될 것이라는 얘기다. 중기적으로 화학, 섬유, 패션, 물 산업이, 장기적으로는 광업, 전기 및 건설 산업이 영향을 받을 것으로 전망했다.
합성생물학은 특히 제조산업에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 합성생물학은 토지와 물과 같은 자원을 덜 이용하고, 화석연료와 그 파생물을 사용하지 않는 보다 지속가능한 제품을 생산하고 있다. 뿐만아니라, 합성생물학으로 공급망은 더 이상 원자재에 의존할 필요가 없게 된다.
합성생물학 제조시설은 일반적으로 농업 및 도시 폐기물을 원료로 해 비용을 절감하고 탄소발자국을 줄인다. 이 원료공급원은 풍부하고 다년생이므로 공급망을 안정화할 수 있다.
#식품 = 기업은 세포를 엔지니어링해 필요한 물건을 대량으로 제조할 수 있다. 이를 테면, 1g의 절반인 500mg의 소 근육만으로도 멕시코가 1년에 소비하는 것보다 많은 44억 파운드의 소고기를 생산할 수 있다.
#비료 = 5년전 합성생물학의 대표적인 기업인 미국 징코 바이오웍스(Ginkgo Bioworks)는 독일 다국적기업인 바이엘(Bayer)과 Joyn Bio라는 조인트벤처를 설립했. 이 벤처기업은 옥수수, 밀, 쌀과 같은 작물이 비료를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 미생물을 엔지니어링 한. 즉, 식물은 성장과 광합성을 위해 질소가 필요하지만 공기로 할 수 없어 뿌리에 있는 미생물이 질소를 암모니아로 변환시키고 있다. 많은 작물은 미생물이 충분하지 않아 농부들은 질소비료를 주게 되는데, 이러한 미생물을 엔지니어링하게 되면 질소비료 사용을 줄이고 병해충으로부터 식물을 보호할 수도 있다.
#광업 = 광산 산업에서 화학물질을 사용해서 구리, 우라늄 및 금과 같은 금속을 추출하는 과정에서 다량의 폐기물이 생성된다. 예를 들어 결혼반지 하나를 만드는데 필요한 금을 추출하면 최대 20톤의 폐기물이 발생한다. 화학물질 대신 미생물을 사용하면 황화철의 산화를 촉진해 황화물 농축액에서 구리, 아연, 납, 비소, 니켈, 금, 은 및 코발트와 같은 금속을 추출하는 과정에서 폐기물 생성을 줄이고 미생물을 다시 재사용할 수도 있다.
#화학 = 플라스틱, 스판덱스와 같은 탄성 섬유, 폴리우레탄 제조에 용매로 사용되는 화학 물질인 BDO(1,4-Butanediol)의 경우 2020년 기준 50억 달러 시장을 형성하고 있다. 합성 생물학 기업인 Genomatica는 석유화학물질 대신 사탕수수와 같은 재생가능한 공급원료를 사용해 바이오BDO를 생산해 기존의 경쟁사에 비해 온실가스 배출량을 줄이고 지속 가능한 공급망을 확보했다.
세계의 모든 BDO 제조업체가 바이오BDO를 만드는 것으로 전환하면 연간 1500만톤 이상의 이산화탄소 배출을 막을 수 있으며 이는 100만명의 미국인, 200만명의 중국인 또는 300만명의 유럽인의 연간 탄소 배출량과 같은 양이다.
BCG은 “합성생물학의 무궁한 가능성으로 디지털기술과 마찬가지로 합성생물학은 곧 기업들의 비즈니스 모델에 변화를 일으키고, 많은 기업이 합성생물학 R&D에 대규모 투자를 해야 할 것”이라고 조언했다.
