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Special Culture Day 2019 !


 
드디어 본격적인 여름이 시작된 것 같습니다.
이번 Culture Day가 특별했던 이유 3를 공개합니다.
 
1. 블루베리와 함께
심재영 선임님 아버지께서 정성으로 키우신 유기농 블루베리를
직원들의 건강을 위해
사장님께서 선물하셨습니다!! 짜잔~


새콤달콤한 블루베리를 맛보며, 오전 업무를 마치고,
극장으로 고고~~~!
 
2. 인코인턴십 분들과 함께
우리 회사와 특별한 인연으로 만난 13명의 인턴과 함께하였습니다.
 
 
이제 영화 보러 가실까요! 슝!! 아~참!! 팝콘이 빠지면 안 되겠죠?
팝콘 세트 주문 후 들어가겠습니다 ~~
 
 
이번 스파이더맨 파 프롬 홈은 16살 Peter Parker의 히어로로 성장하는 스토리입니다. 청소년인 Peter Parker는 MJ라는 여학생을 좋아합니다. 그래서 단체로 유럽 여행을 갈 때 그녀와 잘 되기 위한 계획을 세웁니다. 그런데 히어로서의 막중한 임무가 주어지게 되고 내적 갈등을 겪습니다. 그때 새로운 히어로, 미스테리오의 꾀에 넘어가 아이언맨이 준 안경을 그에게 주게 되는 실수를 하게 됩니다. 너무 많은 내용을 말하면 아직 안 보신 분들에게 스포일러가 되기 때문에 나머지 내용은 영화관에서 ~



영화 관람 후 맛난 저녁식사를 위해 풀잎채로 향했어요~



맛있는 건강식을 먹으며 Culture Day를 마무리했습니다 ~
 
3. 동일 생일자 3명과 함께~
끝으로 세 번째 특별했던 이유는 생일자가 세 분이었다는 것입니다.
오랜 시간 함께 일해오신 김형용 박사님, 신가희 박사님, 그리고,
직원 모두의 생일을 챙겨주시는 장은철씨까지 세 분의 생일을 축하드립니다~

 
마지막으로 단체 컷 찰칵 ~
지금까지 인코 문화 중 하나인 컬처데이에 대한 이야기였습니다.
모두에게 또 하나의 추억이 되었길 바랍니다.

브랜드위원회 제5기 김지인
 

Posted by 人Co

2019/07/12 10:57 2019/07/12 10:57
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인공지능(AI)이란?


인공지능은 1950년 앨런 튜링(Alan Turing)이 ‘생각하는 기계’의 개념과 이를 평가하는 방법인 ‘튜링 테스트(Turing Test)’를 제안하고, 1955년 존 맥카시(John McCathy)에 의해 ‘인공지능(Artificial Intelligence)’이라는 용어가 탄생한 이후 본격적으로 시작되었다고 보는 것이 정설로 받아들여지고 있으며, 학습, 문제 해결, 패턴 인식 등과 같이 주로 인간 지능과 연결된 인지 문제를 해결하는 데 주력하는 컴퓨터 공학의 한 분야이다.

인공지능(AI), 보통 AI로 줄여서 부르는 인공지능은 로봇 공학이나 미래의 모습을 내포하고 있을 수도 있지만, AI는 공상 과학 소설에 나오는 로봇을 넘어서 첨단 컴퓨터 공학을 의미한다. 네트워크 컴퓨팅이 발전하면서 딥 러닝이라는 이름으로 하위 분야를 더욱 발전시킬 수 있게 되었다.

인공지능(AI) 현황

[그림1] 산업혁명의 역사적 전개
 (출처: 미래창조과학부 ‘10년 후 대한민국 4차 산업혁명 시대의 생산과 소비’보고서)

4차 산업혁명을 촉발하는 핵심동력으로 주목받고 있는 인공지능(AI)은 가상현실, 증강현실, 사물인터넷, 클라우드 등과 융합해 전 산업 분야에서 신산업을 창출하였으며, 수요는 더욱 폭발적으로 늘어나 미국, 중국, 유럽 등 세계 주요 국가들과 선진 기업들은 4차 산업혁명 시대의 주도권을 잡기 위해 인공지능 기술 확보에 총력을 기울이고 있다.


[그림2] 주요국 인공지능(AI) 관련 산업 현황과 프로젝트 (출처: 동아일보)

인공지능(AI)은 단순한 신기술이 아닌 광범위한 변화를 불러오는 혁신 기술이자 범용 기술로서 국민 삶의 질을 높이고 국가 경쟁력 제고를 위해 세계적으로 주목을 받고 있다.

최근 대부분의 산업 분야에 인공지능(AI) 투자가 급속도로 확산하는 추세로 시장조사기업 IDC는 글로벌 AI 시장 규모가 올해 310억 달러, 오는 2022년에는 1,132억 달러 규모로 커질 것으로 예상하며, 산업 간 융합이 촉진되면 폭발적으로 더 성장할 전망이다.

[그림3] 세계 인공지능(AI) 시장 규모 추이 (출처: 시장조사업체 IDC)

현재 인공지능은 글로벌 IT 산업의 핵심 화두로, 단순 작업을 넘어 회계나 법률, 진료 등 전문 영역까지 인공지능을 적용하는 사례도 늘고 있다. 미래에는 IT 업계뿐만이 아니라 금융, 농업, 자동차, 물류 등 IT 융복합이 활발히 이루어지는 모든 분야에 걸쳐 인공지능이 직·간접적으로 활용될 것으로 보인다.

인공지능(AI) 기술 개발 현황

세계 각국의 기업들은 다양한 분야에 걸쳐 독자적인 인공지능 프로세서 개발을 모색하고 있다.

또한, 대학 및 민간 영역에서도 인공지능 기술이 사회 전반에 끼칠 영향에 대한 사전 분석을 통해 바람직한 기술 발전을 모색하기 위한 연구가 진행되고 있다.

인공지능(AI) 기술 발전에 따라 예상되는 문제점

인공지능 기술이 발전함에 따라 일상생활에서의 활용은 다양한 기술적, 윤리적, 법적 논란을 불러일으킬 것이다. 사이버 공격과 같은 보안 및 범죄 관련 이슈, 네트워크 문제로 인한 시스템 장애 및 제어 상실 이슈, 개인 정보 수집과 활용에 대한 이슈 등이 발생할 수 있으며, 특히 의료분야와 관련하여 인공지능의 오진이나 잘못된 처방으로 인한 문제의 경우 현재로써는 그 책임이 해당 인공지능을 사용하여 최종적인 판단을 한 의료진에게 있지만, 향후 해당 인공지능을 개발한 개발사도 책임으로부터 완전히 자유로울 수 없을 것이다. 이와 맞물려 최근 복지부에서 의료인공지능 솔루션의 역할이 의료진의 편의성 개선이나 병원 생산성 향상에 그친다면 건강보험을 적용하지 않는 것이 원칙이라고 밝힌 바가 있는데, 이 역시도 오진율의 획기적 개선이나 선별검사로의 효용 입증 등의 근거 마련을 해야 하는 것으로서 장기간의 연구와 추적관찰이 필요하게 되어 단기간에 활발한 임상 도입과 상용화가 쉽지 않을 것을 예상하게 한다.

맺음말

다양한 산업 분야에서 AI 기반 기술개발에 노력하고 있으며, 현재 (주)인실리코젠에서도 한우 등심 품질 추정 지표를 기계학습 모델로 구현하여 등급 판정을 위한 활용 가능성을 검토하고 있다. 이처럼 AI는 다양한 분야에서 우리들의 삶 속으로 들어올 것이다. 산업 분야는 빠르고, 효율적이며 잠재적인 이익을 위해 신기술을 통합하는 데에 익숙하므로 많은 분야의 생산성과 효율성을 확실히 향상하며 담당하게 될 역할은 더욱 늘어날 것이다. 간단한 업무를 넘어 지금까지 다루지 않았던 방대한 정보를 바탕으로 빠르고 정확한 판단과 실행이 필요한 전문 영역까지 적용되는 등 IT 기기 및 서비스의 인공지능 의존도는 심화할 전망이다. 하지만 AI가 인간의 기능과 책임을 포함한 다양한 산업을 대신할 것이라는 개념에 초점을 맞추기보다 최신의 혁신적 기술들과 상호작용하고 영향을 끼치면서 생산적인 체제를 창출할 수 있을 것이라는 가능성에 주력하려는 관점에서 적합한 인공지능 개발 전략을 세우고, 이를 토대로 인공지능 프로세서 역량 확보를 위한 여러 옵션을 마련하는 것이 인공지능의 활용 성과를 극대화하는 방안이 될 수 있을 것이다.

참고자료

  1. 금융 생태계를 변혁하는 인공지능(AI)의 확산 및 시사점, KISA REPORT, 2018 Vol.09
  2. 인공지능(AI) 프로세서, 새로운 혁신의 원동력 될까, LG경제연구원
  3. 인공지능, 신약 개발에 도움이 될까?, 에이아이타임스
  4. ‘인공지능’ 4차 산업혁명 촉발 핵심 동력으로 부상, 정보통신신문
  5. 인공지능 기술의 현주소 및 향후 전망, KISO저널 제33호
  6. https://aws.amazon.com/ko/machine-learning/what-is-ai/


BS실 이제홍 주임 컨설턴트

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2019/06/18 21:10 2019/06/18 21:10
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[채용공고] 2019 하반기 공채



대한민국의 미래 먹거리는 Digital Healthcare(DH)입니다.

(주)인실리코젠 iF(insilico Food)팀은 DH의 핵심분야 중 하나를 데이터 식품으로 판단하고 지난 10년간 바이오 복잡계 DB를 축적해 왔습니다. 우리가 먹는 식품을 데이터화하고, 유전형 정보와 표현형 정보를 포함한 개인의 정보를 데이터화하여 각자에게 최적화된 데이터 식품을 제공하고자 하는 꿈을 꾸고 있습니다. 음식을 골고루 섭취하는 것이 무엇보다 중요함을 인정하는 토대 위에 개인에게 최적화된 식품을 추천하는 과학적 기반의 서비스를 제공하고 있습니다.
iF팀은 디지털 약식동원이라는 철학을 토대로 많은 식품을 통해 질병을 예방하고, 나아가 질병의 치유에 도움이 되는 조직으로 성장하고자 합니다. 유수의 국가기관, 대기업, 서비스 회사 등과 함께 다양한 아이디어 공유와 프로젝트 수행을 통해 빠르게 성장하고 있습니다.

디지털 헬스케어의 핵심인 데이터 식품의 가치를 함께 실현해나갈 도전적이고 혁신적인 인재를 모십니다.  


[채용분야]
서비스 기획
- 담당업무 : 사용자 리서치, 서비스 기획, 웹·앱 기획
- 자격요건 : 유관업무 2~3년 이상 경력, 바이오·식품·헬스케어 관련 서비스 기획 관심자
- 우대사항 : 에이전시 유경험자, 통계분석(Google Analytics) 가능자
- 근무지역 및 인원 : 본사(용인) 0명(경력)

마케팅 및 기술영업
- 담당업무 : 신사업 개발, 기술 영업
- 자격요건 : 식품 또는 바이오 관련 전공자, 바이오·식품 관련 신사업 개발 관심자
- 우대사항 : 문서 작성 능숙자 (오피스 및 한글), 유관업무 2~3년 이상 경력, 영양사 자격증 소지자
- 근무지역 및 인원 : 본사(용인) 0명(신입/경력)

바이오/식품 콘텐츠
- 담당업무 : 바이오/식품 DB 구축, 추천 알고리즘 설계 및 개발, 연구과제 관리 및 수행
- 자격요건 : 생물학, 식품 영양 또는 생물정보학 관련 전공자 (석사 이상), 기초 통계 분석 능력
- 우대사항 : Neo4j 활용 경험자, Pathway 분석 경험자, R/Python을 활용한 통계 분석 경험자, 영양사 자격증 소지자
- 근무지역 및 인원 : 본사(용인) 0명(신입·경력)

[전형절차]

1. 서류전형 (2019.06. 14 ~ 2019. 06. 26)
     - 입사지원서 (당사양식)
     - 서류전형 합격자에게만 1차 면접 요청 (이메일 통지)

2. 실무자 면접 - 1차 (2019. 07. 01 ~ 2019. 07. 05)
     - 자기소개 (경력포함) 포트폴리오 (PDF, 5분 분량)
     - 1차 면접 합격자에게만 2차 면접 요청 (이메일 통지)

3. 임원 면접 - 2차 (2019. 07. 08 ~ 2019. 07. 11)
     - 2차 면접 합격자에게만 추가서류 제출 요청 (이메일 통지)

4. 추가서류 제출 - 3차 (2019. 07. 09 ~ 2019. 07. 19)


[채용형태]
정규직 : 신입(인턴 포함), 경력(경력에 따라 수습 포함)

[근무환경]
- 근무제 : 주 5일 근무
- 복리후생 : 4대 보험, 퇴직연금 및 성과급, 유연근무제(장기근속자)
- 휴가제 : 연차, 경조휴가, 충전휴가(장기근속자)
- 지원 : 경조사비, 주차비, 교육훈련비, 도서, 청년정부지원제도 등

[접수방법]
서류제출방법 : E-mail 첨부 제출 (ms@insilicogen.com)

[제출서류]
1) 서류전형 시
 ① 자사 입사지원서 : 파일명 `입사지원서_성명_지원분야.docx`로 저장
 ② 개인정보 이용 동의서 포함





2) 1차 면접전형 시 (서류전형 합격자에게만 1차 면접 요청_이메일 통지)
 공통 : 포트폴리오(PDF) 제출 및 발표(자기소개 및 경력 위주 내용, 5분 이내)

3) 3차 서류 제출(2차 면접 합격자에게만 3차 추가서류 제출 요청_이메일 통지)
 ① 공통 : 건강검진확인서 및 병력확인서 제출
 ② 경력지원 시
  - 전 근무지의 근로자 원천징수 영수증(퇴사연도, 직전연도)
  - 고용보험이력확인서 : 고용보험 사이트에서 발급 가능


Posted by 人Co

2019/06/13 15:48 2019/06/13 15:48
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체외 진단기기(In Vitro Diagnostics, IVD)



체외 진단기기는 의료기기법 제2조에 포함하는 의료기기의 일종으로 질병의 진단과 예후, 건강 상태 판정, 질병 치료 효과 판정, 예방 등의 목적으로 인체로부터 채취된 대상물 인체로부터 채취된 대상물을 이용한 검사에 사용되는 의료기기를 말한다.

특성
타 의료기기 산업과 마찬가지로 IVD 산업은 높은 부가가치를 낼 수 있는 산업이나 소비자층이 일부 자가측정용 기기를 제외하고는 의료서비스에 종사하는 의사와 임상병리사로 국한되어 있어 안전성과 신뢰성을 중시하여 후발업체의 시장진입이 어려운 실정이다. 또한, 자가측정용 기기를 제외하고는 수요처가 병원과 검사센터, 보건소 등이나 품목 수가 매우 다양하며 Biology, IT 등 다양한 기술개발이 연계되어 계속 새로운 방법과 기기가 출현하는 분야이다. 체외 진단기기는 허가나 인증의 경우 환자에게 직접 적용되는 의료기기보다는 비교적 엄격하지 않다.

체외 진단기기의 분류
IVD 기기는 분류방법에 따라 다르게 나뉘고 있으며, 보건산업진흥원의 의료기기 16개 유형 분류에 따르면 체외 진단기기는 혈당측정기, 유전자분석기구, 체액 분석기기, 의료용 원심분리기, 혈액검사기기, 유전자분석기기, 소변 분변 분석기기, 체외 진단기기용 검사지 등으로 나누어 지고 있으며, 기술에 따라서는 8개의 세부분야로 나누어 지고 있다.


(출처:S&T Market Report vol. 40 (2016.03))

체외 진단기기 시장현황과 전망
체외 진단기기 시장은 약 522억 달러('14년 기준)로 '07년 이후 연평균 8.24%의 성장이 예상되고 있다. 현재 태동단계에 진입하여 지속적인 성장이 예상되며, 시장에서의 경쟁구도가 높고 기술변화가 빠르게 진행되고 있다. 미국이 가장 큰 154.9억 달러 규모를 형성하고 있으며, 그다음으로 서유럽지역이 138.4억 달러, 아시아 태평양 지역이 79.5억 달러 규모를 형성하고 있다 ('12년 기준). 특히 아시아태평양 지역의 경우 가장 높은 연간성장률(11.5%)로 향후 큰 시장이 형성될 것으로 전망된다. 분야별로 매출 규모를 보면 면역화학 시장이 35.8%의 시장점유율로 가장 큰 시장이고 다음으로 자가혈당측정 시장이 20.5%, POCT(point of care testing, 현장검사)시장이 11.8%의 시장 점유율로 시장을 구성하고 있다. 성장변화는 혈당 측정기가 속한 자가검사 시장과 분자유전검사 분야가 가장 급속도로 성장하고 있으며 기기의 성장 속도도 빠름을 알 수 있다.


(출처 : Medical Equipment Market Analysis & Forecasts to 2015, GlobalData (2009.05))

체외 진단 분야 시장은 NGS 기반의 분자진단의 경우 계속 높은 성장률을 보이며 전염병 진단과 같은 비종양학 분야로의 확장으로 성장이 촉진될 것으로 기대된다. 액체생검 기반의 동반진단검사는 FDA의 승인절차 간소화에 따라 본격적으로 시장이 확대될 것으로 전망되며, 종양 프로파일링에 활용될 것으로 기대된다. 기타 현장진단은 단순하고 저렴한 방식의 POCT의 수요가 지속해서 증가할 것으로 전망되며, 유전자 POCT와 암 POCT가 핵심 콘텐츠가 될 것으로 예측된다.

체외 진단기기 검정과 평가
체외 진단기기의 민감도(Sensitivity)와 특이도(Specificity)는 두 가지의 결과를 다룬다. 질환의 재발유▪︎무를 기준으로 나누고, 알고리즘 분석을 통해 재발 고위험, 저위험 두 그룹으로 나눈다. 따라서 재발이 된 그룹과 안 된 그룹, 재발 고위험군과 저위험군 등 총 4가지 그룹이 만들어진다. 이 4가지 그룹의 각 수를 이용하면 AUC(Area Under the ROC Curve)를 제외한 아래의 성능 항목을 평가할 수 있다.


(출처: 질병의 예후·예측에 사용되는 체외 진단용 의료기기 허가·심사 가이드라인 (2018. 08))

  • 민감도(Sensitivity) - “실제로 병에 걸린 사람 중에서 얼마나 정확하게 병에 걸린 것으로 나타났는가”를 의미(Sensitivity = a/a+c)한다. 민감도는 치명적인 병을 테스트하거나 고위험군을 선별하는 경우 중요하게 고려해야 할 사항이다. 따라서 이런 경우에는 알고리즘을 통해 치료를 받아야 하는 고위험군을 매우 잘 규정해야 한다. 민감도는 실제 재발(또는 발병)한 사람 중 알고리즘 분석결과 재발(또는 발병)할 것이라고 구분한 사람의 비율을 의미한다.
  • 특이도(Specificity) - “실제로 병이 없는 사람 중에서 얼마나 정확하게 병이 없다고 나타나는가”를 의미(Specificity = d/b+d))한다. 어떤 질병에 대한 저위험군을 선별하여 과도한 치료의 불필요성을 제시할 경우의 고려 대상이다. 특이도는 민감도와 반대되는 의미로, 실제 재발(또는 발병) 하지 않은 사람들 중 알고리즘 분석결과 재발(또는 발병)하지 않을 것이라고 구분한 사람의 비율을 의미한다.

체외 진단기기 허가 및 승인

체외 진단용 의료기기 분류

(출처: 질병의 예후·예측에 사용되는 체외 진단용 의료기기 허가·심사 가이드라인 (2018. 08))

등급별 허가 및 승인 절차

(출처: 질병의 예후·예측에 사용되는 체외 진단용 의료기기 허가·심사 가이드라인 (2018. 08))

맺음말

체외 진단 시장은 2014년 이후로 급격히 시장이 팽창하고 있으며, 앞으로도 지속해서 시장은 확대될 것으로 기대된다. 특히 국내의 경우 초고령화 시대와 정부의 규제 완화 정책이 맞물려 투자증가와 해외진출의 기회가 더욱 기대되고 있다. 다만 지속적인 가격 억제 정책으로 기업이 관련 제품을 생산하는데 어려움을 겪고 있으며 신흥부상국에서도 많은 관심을 보이고 있으므로 보다 적극적인 투자과 정부의 규제 완화 정책이 필요한 시점이다. 다행히 의료보험에서 새로운 검사 개발에 대한 인정이 매우 어려운 상황이었으나 최근 그동안 의약품으로 분류되어 어려움이 많았던 체외 진단 시약이 모두 기기와 함께 의료기기로 분류됨에 따라 국내 체외 진단기기 산업에 긍정적 효과를 기대해 본다.

마지막으로 신기술개발뿐 아니라 국익 창출을 위해서는 새로 찾은 마커를 검출하거나 측정할 수 있는 체외 진단기기 개발에 국가지원이 필요하다. 국내 체외 진단기기 업체는 대부분 중소규모의 기업으로써 국가적 지원 없이는 이러한 새로운 체외 진단기기와 시약 개발이 어려울 수밖에 없다. 따라서 정부는 투자비용이 많이 소요되는 대형 융합형 기기 개발과 같은 연구개발사업을 만들고 중소기업을 지원할 수 있는 다양한 정책을 수립해야 할 것이다.

참고자료

  1. S&T Market Report vol.40 | 2016. 03

  2. 질병의 예후·예측에 사용되는 체외 진단용 의료기기 허가·심사 가이드라인 (2018. 08)
  3. 체외 진단기기(In Vitro Diagnostics) 현황 및 전망 (KEIT PD Issue Report, 2014. 04)


BS실 이기용 실장

Posted by 人Co

2019/06/10 15:55 2019/06/10 15:55
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[모집공고] 人Co INTERNSHIP 2019 상반기



[모집분야]
- 지원대상 : 학사 기졸업자 또는 졸업예정자
- 지원기간 : 2019년 6월 3일(월) ~ 6월 7일(금)
- 지원서류 : 지원서(첨부된 당사 양식),
              성적증명서 및 졸업증명서(기졸업자 또는 졸업예정자 대상)
- 지원방법 : 지원서류를 메일로 발송 (recruit@insilicogen.com)

[전형일정]

- 1차 서류전형 : 2019년 6월 12일(수) 서류합격 발표 (개별연락)
- 2차 면접전형 : 2019년 6월 17일(월) ~ 2019년 6월 21일(금)
- 최종 합격자발표 : 2019년 6월 24일(월)
- 인턴근무지 : 본사(경기도 용인시)
- 인턴기간 : 총 6주(2019년 7월 1일(월) ~ 8월 9일(금))
- 인턴혜택 : 1. 생물정보 기초 교육 커리큘럼
              2. 기업 공통업무 기본역량 습득
              3. 점심 제공
              4. 수료증 발급
- 별도 공지사항 : 인턴십 기간 동안 정직원과 동일하게 출퇴근 규정 엄수
                    중도 이탈자 수료 불인정

[입사지원서 양식]

Posted by 人Co

2019/06/03 22:32 2019/06/03 22:32
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봉와직염(蜂窩織炎: cellulitis)

군대 다녀온 남자들이라면 익숙하게 들어본 질병 중의 하나로 봉와직염이 있다. 웬만한 성인 남성들은 한 번쯤은 직간접적으로 겪어 본 흔한 질병의 하나이다. 군대에서 많이 걸리는 이유는 군화를 신고 오래 걷고, 발에 상처가 나도 제대로 치료를 못 해 덧나는 염증이다. 처음에는 그냥 무좀인 줄 알고 있다가 나중에야 심각함을 인지하는 나름 무서운 병이다. 환경이 열악하고 육체적으로 많은 일을 하며 잘 씻지 못하는 조건에서 많이 발병해서 군대에서만 걸리는 질병으로 인식하고 있지만, 최근에는 여러 이유로 면역력이 떨어진 상태에서 작은 상처 부위에 세균 감염되었을 때 많이 발생하고 있다. 상처가 마치 벌집 모양으로 번져간다고 해서 이러한 이름이 붙여지게 되었다.

봉와직염과 항생제

봉와직염은 진피와 피하 조직에 나타나는 급성 세균 감염증의 하나로 이들 세균이 침범한 부위에 홍반, 열감, 부종, 통증을 동반한다. 이의 주원인으로는 황색포도알균과 사슬알균 등에 의한 감염으로 병원 진료를 받게 되면 항생제 처방을 받게 된다. 그러나 이러한 봉와직염의 약 30%가 단순한 피부 감염인 가성 봉와직염(pseudocellulitis)으로 밝혀졌으며 이들 중 85%는 입원치료가 필요 없었고 92%는 불필요한 항생제가 투여됐는데 이는 봉와직염과 가성 봉와직염은 증상이 비슷해 구분이 어렵기 때문이다. 이로 인해 연간 13만 건의 불필요한 입원과 51억 5천만 달러의 불필요한 의료지출이 낭비되고 있다고 한다. 무엇보다 심각한 문제는 불필요한 항생제 투여가 항생제 내성을 부채질한다는 데 있다[1]. 

항생제와 내성

위의 사례처럼 우리가 흔히 접하는 봉와직염과 항생제를 살펴봤을 때도 항생제와 내성 문제가 대두하고 있다. 무분별한 항생제 남용과 오진으로 인해 항생제 사용량은 나날이 급증하고 있으며 그로 인해 항생제에 대한 내성을 가진 내성균이 출현하고 있다. 2016년 영국 정부가 발표한 항생제 내성균(AMR: AntiMicrobial Resistance)보고서에서는 현재 전 세계적으로 70만 이상이, 유럽과 미국에서 5만 이상이 내성 박테리아의 감염 때문에 숨지고 있으며, 인류가 특별한 조처를 하지 않으면 2050년에 이르러서는 1,000만 이상의 사망과 이에 따라 100조 달러 이상의 손실이 발생할 것으로 예측하였다[2].

 

[그림1] 인구 1,000명당 항생제 하루 사용량
(출처: 미국 국민과학운회보(PNAS)-생명공학정보센터)
)

 

최근 조사에 따르면 인구 1,000명당 항생제 하루 사용량은 고소득 국가를 비롯하여 저소득 국가까지 전반적으로 사용량이 증가하는 추세에 있다. 특히 주목할 점은 중상위 소득 국가에서 그 사용량이 기하급수적으로 증가하고 있다는 점이다. 이는 아마도 의료 복지의 수준이 상대적으로 양호해지면서 병·의원의 치료가 증가한다는 데 기인하였다고 추측해 볼 수 있다.


[그림2] 인체 항생제 사용량


[그림3] 황색포도알균 메티실린 내성률



[그림4] OECD 국가 항생제 사용량
(출처: 매일경제 (MBN) 2018.11.28. 항생제 남용심각... 30년 후엔 매년 1,000만 명 사망)
 
 

매년 유럽에서만 25,000명, 미국에서 23,000명 정도가 항생제 내성 균주에 감염되어 사망하고 있으며 패혈증은 시간당 9%씩 감소하는 생존율을 극대화하기 위해 항균제 감수성 검사 시간 단축이 매우 중요하다고 볼 수 있다. 즉 항생제를 빠르고 정확하게 처방하여 환자의 생존율을 높이고 동시에 항생제 내성 균주 발생을 억제해야 하지만 항생제 내성 검사의 경우 종동정부터 항생제 내성 검사까지 최소 16시간에서 40시간 이상의 시간이 소요되고 있다.

항생제 내성 균주로 매년 경제적 손실은 유럽에서 약 2조, 미국에서 66조 가량 된다고 추정하고 있으며, 이는 사망률 증가, 치료 기간 연장, 의료비용 상승 등 공중보건에 큰 위협이 되면서 사회경제적으로 큰 손실을 초래하고 있다.

항생제는 1928년 페니실린(Penicillin) 항생제의 발견 이후 1960년대까지는 항생제의 개발이 활발했지만, 새로운 계열의 항생제 부재와 기술의 한계, 그리고 빠르게 증가하는 각종 세균의 내성 문제 등으로 이후 항생제 개발은 감소하기 시작하여 항생제 오남용으로 인해 항생제 내성균이 증가함에 따라 유엔이 항생제 남용 방지 결의안을 채택(’16.09)하기도 하였다[3].

 

항생제 내성 기작

항생제의 역사는 1928년 플레밍(Alexander Fleming)이 페니실린(penicillin)을 발견하면서 시작되었다. 이 발견을 빌미로 2차 세계 대전 당시 상용화에 성공해 수많은 전염병 환자의 목숨을 구한 것은 익히 알고 있는 사실이다. 이후 질병의 원인이 되는 미생물의 사멸을 위해서 많은 항생제가 개발되었다. 항생제는 미생물이 생성한 물질로, 다른 미생물의 성장을 저해하여 항균작용을 나타내며 인체에 침입한 세균의 감염을 치료한다. 특히, 세균의 증식과 성장을 억제하는 약물이다. 항생제의 주요 작용 기전으로는 다음과 같다.

  1. 세포벽 합성 저해
  2. 단백질 합성 저해
  3. 핵산 합성 및 교정 저해

세균에는 대략 200개 내외의 필수 단백질들이 있으나 이 가운데 항생제의 표적으로 삼고 있는 유전자는 대략 3종류인데, 리보솜과 세포벽 생성에 관여하는 단백질 그리고 핵산의 구조 변형 및 합성에 작용하는 효소들이다. 이들의 성장과 증식을 억제함으로써 그 약제의 역할을 하는 것이다. 그러나 이러한 약제에도 내성을 가지는 미생물 특히 세균이 존재한다. 항생 물질에 대한 내성은 자연과 획득 내성로 구분할 수 있는데 특히 문제가 되는 것은 획득 내성으로 볼 수 있는데 획득 내성은 어떤 종이 갖고 있던 유전∙생화학적 성질이 변형되면서 해당 제제에 대하여 내성이 생기는 현상을 의미한다. 특히, 최근 들어서 문제가 되는 다양한 항균제의 오남용이 병원균 약제 내성의 선택적 발생을 부추김을 부정할 수 없다[4].

이에 신속하고 정확하게 항생제 내성을 진단하고 항생제를 처방하여 환자의 생존율 증대 및 항생제 내성 균주 발생을 억제가 필요하지만 현 항생제 내성 검사의 경우 최소 16시간에서 최대 2~3일의 시간이 소요되고 있다. 이는 초기 환자의 생존율을 낮추고 있으며 항생제의 오남용이 되는 근본 원인을 제공하고 있다. 따라서 단기간에 항생제 내성 여부를 판단하여 신속하고 정확한 처방을 통해 항생제 내성균 억제하는 것은 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 최근에는 기술의 발달로 RT-PCR 기술을 이용해 3시간 이내에 진단할 수 있어졌지만, 다양하게 변화하는 내성균의 유전자 정보를 추적할 필요가 있다. 특히나 한국에서는 항생제가 연간 1,000톤 정도가 사용 중이며 이는 한국 지역 환경의 변화에 따른 새로운 항생제 내성균의 출현이 예고된다.

 

IncoARG

이러한 환경변화에 따라 한국형 항생제 내성 유전자(다양성) 서열 및 정보를 수집할 수 있는 플랫폼 필요성이 주목받고 있다. 이미 ARDB 및 CARD와 같은 데이터베이스가 존재하지만, 한국인들에게서 발병한 항생제 내성균의 유전정보와 통합적으로 구성되어 있지 않다. 따라서 과거 50년 동안 수집 및 축적된 항생제 내성균 및 유전정보와 함께 최근 한국에서 발생하고 있는 내성균에 대한 유전 정보를 통합적으로 관리하고, 내성균의 변화에 대응할 수 있는 신속한 프로브 설계 기능을 필요로 한다. 분자 진단을 위해서는 해당 서열을 구별해 낼 수 있는 프로브가 필요한데 변이가 생긴 유전정보가 누락된 프로브라면 아무래도 그 감수성이 감소하기 나름이다. 이에 항생제와 관련된 세균 및 그들의 유전정보를 종합적으로 관리, 프로브 설계 기능을 갖춘 시스템을 (주)인실리코젠에서 개발하였는데 이른바 IncoARG이다. 주요 기능은 다음과 같다.

  1. 질병, 항생제, 세균 및 유전자의 상호 연관 DB 구축
  2. 항생제별 주요 세균 종에 대한 마커 후보 발굴
  3. 마커 후보에 대한 프로브 및 프라이머 디자인
  4. 항생제 내성 유전자딥러닝 기법을 통한 감수성 예측 모델 개발(예정)
 

[그림 5] IncoARG 화면 일부

 

어린이와 항생제

최근 항생제 내성과 관련하여 “국내 항생제 사용량, 여전히 OECD 1위 오명”, “CDC도 두 손 든 ‘악몽의 박테리아’.... 이대론 국내병원서 CRE 토착화 시간문제” 등과 같은 다양한 뉴스가 쟁점이 되고 있다. 실제로도 어린이들이 병·의원을 방문하게 되면 항생제는 거의 필수적으로 처방되고 있어 어린 나이에서부터 항생제에 노출된 것이 현실이다. 이에 부모들 사이에는 자식과 관련된 항생제 내성 문제를 외면할 수 없어 될 수 있는 대로 항생제를 처방하지 않는 병원이 인기라고 한다. 그러나 항생제를 전혀 사용하지 않는 것이 제일 나은 방법은 아니다. 특히 쉽게 치료할 수 있음에도 치료가 되지 않아 자주 병원을 방문할 뿐 아니라 환자에게도 감염이 확대될 수 있음을 충분히 인지해야 한다.

참고자료

  1. "봉와직염 진단 중 30%는 오진"
    https://www.mk.co.kr/news/photo/view/2016/11/774683/

  2. Tackling Drug-resistant infections globally: Final report and recommendations, The review on antimicrobial resistance chaired by Jim O'Neill, May, 2016.
  3. 항생제 특허 분석 보고서. 2017년 농림분야 생명자원 특허 DB 수집 및 분석 사업
  4. 약제 내성 문제에 대한 정보학 관련 연구 동향. 오석준
BS실 이규열 책임 개발자

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2019/05/21 13:05 2019/05/21 13:05
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이번 人CoPLAY2019는 특별했지 ~

4월 25일부터 26일에 인실리코젠의 2019년 첫 행사인 人CoPLAY를 진행했습니다. 작년과 달리 이번에는 족구, 볼링 두 가지 스포츠를 즐길 수 있었습니다.

원래 하루 일정의 행사였지만, 우리의 마음도 몰라주는 봄비로 인해 이틀에 걸쳐 이루어졌습니다.


4월 25일 족구는 우리의 이웃 회사인 IM HEALTH CARE와 게임을 하였습니다.
참여한 모든 선수가 열심히 경기하여 관람하는 내내 재미있었습니다.

못 보신 분들을 위해 영상 공유 드립니다. 참고로 영상은 모두 인실리코젠이 이긴 게임만 첨부하였습니다.


영상에서 저희 개발자님의 헤딩 보셨나요? 그리고 저희 사장님의 발차기도 보셨나요?


인실리코젠 직원분들이 일만 잘하시는 줄 알았는데 운동도 잘하시는지 족구대회를 통해 알게 되었습니다. 건강을 중요시하는 회사인 만큼 틈틈이 운동하신 듯합니다.

4월 26일에는 단체 볼링 게임을 하였습니다. 볼링 게임을 하기 전 든든한 점심과 볼링게임의 승패를 가루는 ‘인플카드’ 및 상금을 받을 수 있는 보물찾기를 진행하였습니다.

숨긴 12개의 보물을 눈 깜짝할 사이에 다 찾으셨습니다. (숨긴 브랜드 위원회 멤버들이 뿌듯해 함.)




식사 후 모두 망포역 근처에 있는 볼링장으로 이동하였습니다. 예약 시간보다 일찍 도착한 직원분들이 다양한 모습으로 시간을 보내고 있었습니다. 장기를 두시는 분도 있었고 젠가를 하시는 분들도 계셨습니다. 전 개인적으로 젠가가 끌리네욥 ~







이제 본격적으로 볼링게임을 시작하였습니다. 게임 룰에 대해 간략하게 설명해 드리자면, 업그레이드된 토너먼트 형식이며 4명이 팀을 이뤄 게임을 하게 됩니다. 첫 번째 게임에서 우승한 팀과 진 팀으로 나눠 두 번째 게임을 진행하게 됩니다. 일반 토너먼트와 다르게 진 팀에서 우승자도 상금을 받을 수 있도록 기획하였습니다. 결과적으로 우승한 팀에서 이긴 3팀과 진 팀에서 이긴 3팀이 상금을 타가는 구조입니다. 










이게 다냐고요? 아까 보물찾기에서 인플카드 기억나시죠? 인플카드가 이번 볼링게임의 하이라이트입니다. 보물찾기에서 제공하는 인플카드 외에도 각 팀에 3장씩 제공하였습니다. 인플카드를 발동시키기 위해서는 게임을 잠시 멈추고 인플카드를 들어 올린 후 “인플카드 발동~!” 이라고 크게 외쳐주셔야 합니다. 참 쉽죵 ~!! 발동시킨 인플카드를 찍은 사진입니다. (짜잔~) 여러분의 사진은 人CoPLAY 역사 속에 간직될 것입니다.














이렇게 재미있게 볼링게임을 마친 후 Ashley에서 맛있는 저녁 식사를 하며 시상식을 하였습니다. 우선, 족구 응원상을 시작으로 볼링 우승팀, Best Player 그리고 Worst Player 순으로 시상하였습니다.

모두에게 기억에 남는 人CoPLAY가 되었길 바라며 마칩니다. 내년에도 더 재미있는 人CoPLAY 기대해 주세요 ~




작성 : 브랜드위원회 제5기 김지인















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2019/05/09 13:09 2019/05/09 13:09
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2019/04/17 17:06 2019/04/17 17:06
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미세먼지에 대한 小考


언제부터 미세먼지란 말이 대중화가 되었는지 모르겠지만, 이제는 대한민국 국민이라면 삼척동자도 알고 있을 정도로 모두에게 친숙한 존재가 되었습니다. 요즘 유튜브 검색을 하면 통계자료 기반의 신뢰성 정보들을 찾을 수 있는데, 불과 3~4년 전만 해도 미세먼지의 주범은 "고등어"라는 유언비어가 유행할 정도로 미세먼지에 대한 무지와 공포로 제대로 된 정보는 찾아보기 어려웠던 것 같습니다.

2016년에 미세먼지와 오존의 발생원인을 찾기 위한 NASA와 환경부 공동조사가 TV 다큐멘터리로 방영된 적이 있습니다. 그때까지만 해도 미세먼지의 원인은 무차별적인 산업화로 발생한 오염원으로 알려졌었기에 NASA와 체계적인 원인분석의 과정을 거쳐 결국 범인은 "중국"이란 결과를 예상했었습니다.

그러나 조사결과는 기대와 달리 미세먼지 발생원인은 무엇인지 모르고, 중국의 영향은 40%를 넘지 않는다는 놀라운 결과를 들을 수 있었습니다. 1) 지금이야 많은 조사 자료들이 발표되면서 이미 수십 년 전부터 대기질 조사와 미세먼지 연구가 진행되어왔었고, 시계열 조사에 의하면 20~30년 전이 지금보다 몇 배는 더 대기질이 심각했었다는 사실을 많은 사람이 알고 있을 겁니다.

최근 언론이나 유튜브를 보면 정도의 차이는 있지만, 대부분이 국내 미세먼지의 주요 원인이 중국의 영향이 크다는 결론이 많은 것 같은데, 2017년 한미 협력 국내 대기질 공동조사 결과도 국내 원인이 52%, 국외 원인이 48%로 나온 것으로 보아 중국이 문제는 맞긴 한 것 같습니다. 2) 최악의 미세먼지가 연일 계속되었던 지난달 언론에 나왔던 중국발 미세먼지 위성사진은 가히 대륙의 거대함과 함께 공포 조성에 효과적이었던 것 같습니다. 저 큰 땅덩어리의 반 이상이 미세먼지로 덮여있는 사진을 보면 대기오염으로 중국은 곧 망하지 않을까 싶을 정도로 위협적이었습니다. 그런데 이런 보도는 근거 없는 잘 못된 내용이라는 환경단체의 비난이 바로 나왔었고, 지금은 이와 유사한 자료가 사용되진 않는 것 같습니다. 참고되었던 위성사진 자료는 어스널스쿨이란 사이트의 그래픽 프로그램으로 인공위성의 실시간 상황을 보여주는 것은 아니고 전 세계 바람의 흐름을 보여주기 위해 만든 프로그램이라고 합니다. 3) 어스널스쿨 운영자도 사람들의 요구로 미세먼지 유사 데이터를 반영해 극적으로 표현한 것이지 미세먼지와 같은 환경연구 목적으로 만든 것은 아니라고 합니다. NASA와의 공동조사에서도 인공위성, 항공장비, 지상 관측장비를 이용해 종합적 분석을 했었고, 위성자료 만으론 지상의 미세먼지 추정이 아직까진 불가능하다고 합니다.


[그림 1] 어스널닷컴 미세먼지 적용 시뮬레이션 결과 (출처:https://earth.nullschool.net)

어스널스쿨에 들어가면 정말 잘 만든 프로그램이란 느낌이 들고, 전 세계 기상 데이터를 보유한 미국이란 나라의 어마어마함도 새삼 느낄 수 있었지만, 정확하지 않은 정보를 사용하는 것은 잘못된 국민 의식을 조장할 수 있으므로 더욱 주의해야 하고 덮어놓고 중국 탓으로 돌리기보다는, 미세먼지에 대한 국민인식의 변화를 위해 정확한 정보가 제공되어야 하고 상호 협력을 위한 외교적 노력이 필요하다는 말은 설득력 있어 보입니다.

아주대 예방의학과에 재직 중이며 환경운동연합 공동대표를 맡고 있는 장재연 교수는 정부의 미세먼지 대책에 대한 정책 방향을 지적하고, 잘 못 된 인식을 국민에게 심어주고 있다는 주장을 다양한 언론을 통해 말하고 있습니다. 그런 의견 중에 대표적인 것이 환경부에서 내놓은 미세먼지 국민행동요령 중 미세먼지가 심한 날 마스크를 착용하라는 부분에서 마스크가 미세먼지 흡입을 막는데 큰 효과가 없으며 노약자의 경우 되려 해로울 수 있다고 합니다. 마스크 사용을 반대하는 이유를 들어보면 정말 공감할 수밖에 없는데요! 미세먼지 발생원인이 화석연료 사용과 소각이 큰 부분을 차지하고 있는데 한 번 사용한 마스크는 재사용할 수 없어 소각장에서 소각되고, 소각된 마스크는 미세먼지가 다시 발생시키고, 이를 막기 위해 마스크를 다시 쓰는 악순환이 계속되기 때문에 잘못된 조치라고 말하고 있습니다. 4)


[그림 2] AQI 미세먼지 행동요령 (출처:https://www.airnow.gov/index.cfm?action=particle_health.index)

미국의 미세먼지 행동요령(AQI)을 보면 국내와 달리 마스크를 착용하라거나 공기청정기를 사용하라는 말은 없으며 활동을 줄이라는 내용만 있을 뿐이었습니다. 5) 미국은 대기질이 한국에 비해 좋으니까 그렇겠지라는 생각도 들지만 20년 전 국내 대기질이 더 좋지 않았음에도 지금보다 그때가 야외활동이 많았던 것을 보면 지금 우리의 반응이 너무 유난스러운 건 아닌가 싶기도 합니다. 장재연 교수는 마스크 지급이나 전기차 보조금을 늘리는 것보다 미세먼지 감축을 위한 예산을 산업체의 미세먼지 발생 단속과 감시를 위한 보조금 지원을 현실화하는 것이 미세먼지 저감에 더 효과적일 것이라고 합니다.

미세먼지가 심한 날 정부에서 발표하는 것을 들으면 중국과 북한발 미세먼지와 대기정체가 자주 등장하는 것 같습니다. 기상요인은 하늘의 뜻이니 정부로서도 뚜렷한 대책을 내기는 어려워 보입니다. 국외 요인은 중국이 원흉일 텐데 중국의 경우 2013년 이후 이전보다 30~40% 감축한 상태이고 앞으로도 더 드라마틱한 감축 성과를 내지 않을까 싶습니다. 게다가 올 11월 한.중.일 미세먼지 공동연구 결과가 발표될 예정이란 환경부의 반가운 소식을 들었는데, 아마도 연구결과를 기반으로 외교적 협력이 전격 진행될 것으로 기대되며 미세먼지의 국외 기여도는 상당 부분 감소 되지 않을까 싶습니다.

그렇다면 국내 미세먼지 감축은 국내 배출가스를 줄이기 위한 노력이 실질적인 문제 해결 방안이 아닐까 싶습니다. 늦은 감은 있지만 최근 정부와 많은 연구기관에서 미세먼지 원인 규명과 감축을 위한 연구와 정책들이 진행 중으로 알고 있습니다. 당장은 아니더라도 언젠가는 우리도 일본처럼 미세먼지 청정구역이 될 수 있을 것으로 믿어 의심치 않으며, 일본은 어떻게 해결했고 유지하고 있는지를 배운다면 그 시기도 앞당길 수 있으리라 봅니다.



[그림 3] OECD 주요국가 1인당 전력소비량 (출처: IEA, 「Key World Energy Statistics)  

대기질이 서울 못지않게 나빴던 도쿄의 경우 2003년 NO 디젤 정책을 시행하면서 단시간에 비교할 수 없을 정도의 미세먼지 감축 효과를 이루어 냈습니다. 정부와 지자체의 정책 수립과 엄중한 규제와 단속이 있었고, 정책에 발맞추어 경유차에 대한 수요를 줄이는 방향으로 자동차 산업구조도 변화하면서 극적인 효과를 이루었다고 평가받고 있습니다. 6) 게다가 후쿠시마 사태 이후 핵발전의 비율이 제로에 수렴하면서 화력 발전 비율이 80%까지 증가했음에도 화력/석탄 발전의 비율보다는 LNG와 재생에너지 비중을 높이면서 환경문제 해결을 위해 노력했다고 합니다. '아무리 미워도 역시 일본은 일본이구나' 라는 생각을 할 수밖에 없었고, 1인당 전력소비량을 보더라도 신기하게 일본이 한국보다 훨씬 적은 것을 보면 국민적 노력도 상당했을 것으로 보입니다.7) 물론 주거당 전력 소비량은 한국이 일본의 반밖에 되지 않는 걸 보면 국내 산업체 전력 소비 구조가 국내 전력 문제를 해결하기 위한 개혁 대상으로 보입니다.

미세먼지의 공포에서 벗어나기 위해선 정부 정책만으로 불가능하고 국민 전체의 의식변화와 노력이 동반되지 않으면 안 된다는 것은 다들 공감하고 있을 것입니다. 국민 비용 부담이나 기업과 경제 발전을 위해 정책 변화를 두려워하기엔 우리가 맞닥뜨린 환경문제는 무시할 수 없는 수준인 것 같습니다. 경제 이론을 보면 편익과 기회비용은 반비례한다고 합니다. 우리의 편익은 줄이지 않으면서 기회비용만 줄이고자 한다면 미세먼지 감축은 절대 성공할 수 없습니다. 바로 할 수 있는 일들은 바로 실행해야 할 때입니다. 전기 사용도 줄여야 하고 경유차 수요도 줄이기 위한 노력이 필요합니다. 전기의 경우 특히 아껴야 하는 주체는 기업이 되어야 하고, 국가 차원의 신재생 에너지 투자도 늘려야 하고, 신재생 에너지에 의한 전력공급 증가를 위한 국민 전체의 공감과 지지가 필요해 보입니다. 과학과 환경의 문제를 정쟁의 수단으로 이용하는 어리석은 행동도 이제 그만두고 현재를 직시했으면 합니다.

이상 미세먼지가 계속 기승을 부렸던 지난 몇 주를 되새기며 두서없이 짧은 소견을 적어보았습니다.

참고자료

1) 경항신문 보도자료 : http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?art_id=201707191557011 
2) BBC 보도자료 : https://www.bbc.com/korean/news-43524873 
3) 어스널스쿨 : https://earth.nullschool.net/ 
4) 장재연의 미세먼지 이야기 : http://kfem.or.kr/?p=188412 
5) AQI 미세먼지 행동요령 : https://www.airnow.gov/index.cfm?action=particle_health.index 
6) 매일경제 보도자료 : https://www.mk.co.kr/news/world/view/2016/06/394323/ 
7) 국가별 1인당 전력 소비량 : http://www.index.go.kr/unify/idx-info.do?idxCd=4102&clasCd=7 

작성 : 대전지사 양성진 책임 개발자

Posted by 人Co

2019/04/11 09:15 2019/04/11 09:15
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합성생물학 분야에서 컴퓨터 안에서 설계되어 작동하는 가상 세포(virtual cell)라는 개념이 있다. 단백질과 DNA, RNA 같은 분자물질 수준에서 생명현상을 연구하는 실험실 연구 방식과 달리, 세포의 대사 전반적인 과정을 컴퓨터로 구현해 생명 현상을 연구하고, 이를 미생물 공학에 응용하려는 방법이다. 이와 같이 세포는 사이버 공간에서 존재하므로, 소프트웨어는 세포의 대사 과정을 구현하는 중요한 연구 도구로써 사용되고 있다. 세포의 유전자 형질을 바꾸는 작업을 프로그래밍에 비유할 수 있는데, 즉 특정 대사 기능을 하는 DNA를 하나의 회로 설계로 간주하고, 이를 전자기기 논리회로 설계처럼 할 수 있는 합성생물학 프로그래밍 언어가 개발되었다.

"Cello" 라는 프로그래밍 언어는 미국 MIT의 합성생물학자인 Christopher Voigt와 보스톤대학, 미국표준기술연구소(NIST) 등의 연구진에 의해 개발된 생명체 DNA 회로 설계를 자동화하는 프로그램이다. 전자회로 프로그래밍 언어인 'Verilog'를 응용하여 세포의 유전자 회로를 설계하고, 이를 세포 내에 구현해 그 기능을 볼 수 있게 한 것이다.

[그림 1] cello logo (출처:http://cellocad.org)

유전자 회로 구성의 기본 원리는 유전자 발현을 조절하는 인자와 그 발현의 산물을 또 다른 유전자 회로의 활성인자(activator)나 억제인자(repressor)로 사용하게 하는 것이다. 유전자 회로의 입력으로는 산소, 당, 빛, 온도, 산성 등과 같은 환경 조건과, 다른 환경 조건을 탐지하는 감지인자를 직접 설계하여 줄 수 있다. 이러한 과정으로 활성화 및 생물학 반응을 일으키는 활성인자를 조합함으로써, 특정 대사 기능 유전자 회로를 설계할 수 있다. 이런 입력과 산출 과정에서 마치 전자회로 게이트들의 스위치 온/오프(on/off)와 같이 여러 유전자의 활성을 일으키거나 억제를 하면서 특정 반응의 회로를 구성하게 된다.

예를 들어, 두 개의 신호가 들어와 두 종류의 단백질을 발현하게 하고 그 발현된 두 종류의 단백질 모두가 합쳐져서 어느 다른 유전자 발현을 활성화하면 'AND 게이트'가 되고 억제하면 'NAND 게이트'가 되고, 둘 중 하나의 단백질만 가지고도 ON을 시킬 수 있으면 'OR 게이트'가 되는 원리이다.

유전자 회로 프로그래밍 언어는, 일반적인 프로그래밍 언어가 0, 1의 기계어로 번역되는 것과 마찬가지로 DNA 염기서열로 번역되고, 유전자 회로의 염기서열을 실제의 미생물 세포에 삽입해 실제로 설계에서 의도한 형질이 발현되는지 확인하는 과정을 거친다.


[그림 2] cello 프로그래밍 과정 (출처:http://cellocad.org)

이번 연구성과는 전자기기 논리회로 설계 방식과 마찬가지로 유전자 논리회로를 간편하게 구성할 수 있음을 보였다. 이는 유전자 회로도 결국에 활성화(activation)와 억제(repression) 등의 간단한 이진법적 스위치로 조절할 수 있음을 보여준 것이다.

이를 이용하여, 자동차를 실제 제작하기에 앞서 컴퓨터 가상 공간에서 세부 내용을 설계해 성능을 미리 확인해보듯이, 세포 생명의 부품이 되는 유전자 회로들을 프로그래밍 언어로 설계해 논리적 연산의 작동을 확인해봄으로써 살아 움직이는 세포의 새로운 형질을 미리 확인할 수 있다.

유전자를 변형해 대사 과정을 바꿈으로써 유용한 약물이나 희귀물질, 에너지 연료를 생산하는 미생물을 개발하는 과정은 무수한 시행착오를 거치며 이뤄지게 마련인데, 특정 대사 기능의 유전자 회로를 미리 설계하고서 제대로 작동하는지 확인함으로써 실제 미생물 실험의 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있다.

또한, 단순히 시간과 비용만 줄이는 것이 아니라 우리가 그냥 생물학적으로 생각만 해선 설계하기 어려운 복잡한 회로들도 만들어 여러 가지 테스트를 해볼 수 있고, 최종 후보들에 대해 실제 실험을 할 수도 있다.

이처럼 감지와 반응의 유전자 회로를 정밀하게 설계할 수 있다면, 종양을 감지하면 약물을 분비하는 장내 미생물이나, 부산물의 독성이 많아지면 발효 과정을 스스로 멈추는 이스트 세포들 같은 유용한 물질을 분비 및 생산하는 미생물 같은 것을 만들 수 있으므로, 생물공학 분야에서 상당한 쓰임새가 있을 것이다.

더 정교한 회로들이 만들어질 수 있는 토대가 마련됐다는 것에서, 유전자 회로 설계의 자동화 기법이 합성생물학 분야에서 대표적인 연구결과가 될 만하다고 평가받았다. 앞으로 더 많은 회로를 제작하고 그 많은 회로가 서로 연결되어 더욱 복잡한 조절/대사 회로(regulatory/metabolic circuit)를 만들어가는 방향으로 발전할 것이다.

과거 (주)인실리코젠에서도 합성생물학 유전자 회로 디자인 및 관리를 위헌 시스템을 구축한 적이 있다. 좀 더 자세히 말하면, 유전자(DNA) 단위로 모듈화 데이터베이스를 구축 후 회로도를 직접 디자인하는 시스템을 구축한 사례이다. 이는 유전자회로 구성 방법에 관해서 관심과 시행착오를 겪었던 소중한 경험이었다.

[그림 3] 인실리코젠에서 구축한 유전자 회로 디자인 및 관리 시스템 (PartBank) 화면, 2014

생물 프로그래밍 기법은 복잡한 생물학 전문지식을 갖추지 못한 비전문가도 프로그래밍 언어의 도움을 받아서 원하는 기능의 유전자 회로를 손쉽게 설계할 수 있는 시대가 올 것이다. 이는 유용한 물질을 생산하는 ’세포 공장’의 활용 영역이 더욱 넓어지리라는 기대와 함께 바이오 해저드와 같은 안전과 환경 문제에 대한 우려와 대책도 더욱 필요해짐을 보여주는 것이기도 하다. 따라서, cello가 제시한 아이디어와 시스템 구축 경험을 잘 조합한다면, 다른 관점에서 생물을 정보화하는 재미있는 무언가를 보여 줄 수 있을 것이다.

참고자료

http://cellocad.org 
http://scienceon.hani.co.kr/385489 
https://youtu.be/SLn_SkL7vkQ <참조 3. Cello 데모영상>

작성 : 대전지사 신동훈 개발자


Posted by 人Co

2019/03/28 09:47 2019/03/28 09:47
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