초록 ▼

Ⅱ. 선행기획연구의 목적 및 필요성
유전자/게놈 합성기술은 21세기 바이오 산업에서 핵심적인 기술: 21세기 들어 생명체의 유전자 서열을 합성하고 다양한 유전자들로 구성된 생체 유전 회로를 조작하는 기술은 생명과학, 의학, 에너지 산업 등 바이오 산업 전 분야에 큰 영향을 주고 있음. 유전자 및 게놈 합성 기술을 이용하면 백신 개발을 위한 게놈 엔지니어링을 초 단기간에 수행할 수 있고 항체 단백질을 생합성 할 때 생산 수율을 획기적으로 향상시킬 수 있으며 바이오 연료 생합성 수율을 획기적으로 증가시킬 수 있음이 보고되었음. 이

Ⅱ. 선행기획연구의 목적 및 필요성
유전자/게놈 합성기술은 21세기 바이오 산업에서 핵심적인 기술: 21세기 들어 생명체의 유전자 서열을 합성하고 다양한 유전자들로 구성된 생체 유전 회로를 조작하는 기술은 생명과학, 의학, 에너지 산업 등 바이오 산업 전 분야에 큰 영향을 주고 있음. 유전자 및 게놈 합성 기술을 이용하면 백신 개발을 위한 게놈 엔지니어링을 초 단기간에 수행할 수 있고 항체 단백질을 생합성 할 때 생산 수율을 획기적으로 향상시킬 수 있으며 바이오 연료 생합성 수율을 획기적으로 증가시킬 수 있음이 보고되었음. 이에, 세계 각지의 연구소 및 벤쳐 회사들에서 유전 회로 설계 및 합성에 관한 연구들이 최근 급격히 증가하고 있음.
저렴한 제조 비용으로 다양한 유전자를 합성할 수 있는 기술 개발이 필요: 현재 인공적으로 여러 가지의 유전자 블록을 조립하여 복잡한 유전 회로를 구성하거나, 새롭게 게놈을 설계하고 합성하는데 소요되는 비용이 천문학 적이기 때문에 합성생물학의 방법론이 산업적으로 적용되는 데 한계가 있음. 최근 유전자를 합성하기 위한 다양한 방법들이 세계 각국에서 제안되고 있는데, 한국의 경우 이 부분에 대한 연구가 미흡한 실정임. 현재 생명공학은 유전자/게놈을 읽는 기술(DNA Sequencing) 에서 쓰는 기술(DNA Synthesis)의 개발로 초점이 맞춰지고 있는데, 이런 변혁기적 상황에 한국이 원천 기술을 확보 하는 것은 국가적으로 시급한 사안임.

Abstract ▼

Through this project, we surveyed gene/genome synthesis technology. We investigated published articles such as journal papers and patents, and analyzed current technical limitations. By combining nano-photonics, semiconductor technology, microfluidics, and DNA synthesis biochemistry, we suggest next

Through this project, we surveyed gene/genome synthesis technology. We investigated published articles such as journal papers and patents, and analyzed current technical limitations. By combining nano-photonics, semiconductor technology, microfluidics, and DNA synthesis biochemistry, we suggest next generation gene/genome synthesis technology which eliminates current labor-intensive molecular cloning and costly Sanger sequencing process. Highly parallel gene synthesis technology is suggested for low-cost high fidelity library construction. By reducing reaction volume, reagent usage is dramatically reduced, so overall cost of gene/genome synthesis can be significantly reduced.
For these, we focused on the followings:
￭ Construction of patent portfolio: error-free DNA purification method Core technology 1 - High throughput retrieval of molecular clones. Core technology 2 – Selective retrieval of sequence verified DNA using barcoded adapter and highly parallel sequencing.
￭ We developed highly parallel gene synthesis by pico liter assembly reaction. This parallel gene synthesis enables assembly of gene length DNA with high complexity.
￭ We developed an idea of microfluidics-based nano liter gene synthesis reactor, which significantly reduce enzyme cost and costly reagents.
￭ Literature survey on gene/genome synthesis: Limitations of current technologies from patent and journal paper

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 10
• 목 차 ... 11
• 제 1 장 선행기획연구 개요 ... 12
• 1. 선행기획연구의 목적, 필요성 및 범위 ... 12
• 2. 대상 융합기술의 정의 및 개념 ... 15
• 제 2 장 기술개발 현황 및 조사․분석 ... 18
• 1. 국내․외 기술개발 현황 ... 18
• 2. 선행 연구 조사․분석 및 시사점 ... 22
• 제 3 장 기술개발 목표 및 내용 ... 30
• 1. 원천특허 포트폴리오 ... 30
• 2. 연구개발내용 및 범위 ... 44
• 3. 기존 기술과의 차별성 및 원천성 ... 46
• 4. 국가 R&D 전략과의 연계성 및 부합성 ... 50
• 5. 선행연구내용 및 결과 ... 53
• 제 4 장 선행기획연구 활동 추진 내용 ... 54
• 1. 선행기획연구 추진 체계 ... 54
• 2. 선행기획연구 방법론 ... 55
• 3. 선행기획연구 활동 내용 ... 55
• 4. R&D 추진 전략 컨설팅 결과 반영 ... 57
• 제 5 장 기대성과 및 활용 계획 ... 61
• 1. 기대성과 ... 61
• 2. 상용화 예상 분야 ... 63
• 3. 경제성 분석 ... 63
• 제 6 장 참고문헌 ... 67