초록 ▼

1. 연구의 필요성
□ 바이오산업은 생명공학 기반의 바이오산업과, 제약 산업, 의료기기산업을 포괄하며, 최근에는 의료영상장비, 체외진단, 환자 모니터링, 의료 IT 등 다양한 분야를 포함
○ Research and Markets(2018)에 따르면, 바이오 산업은 ’17년 2,361.2억달러 규모를 형성하였으며, ‘23년까지 3,107.8억 달러로 연평균 4.7%의 성장 전망
- 한편 국내 바이오 산업 규모도 ’17년 기준 10.13조원을 돌파하였으며, 최근 5년간 연평균 7.8%의 고성장을 지속해 왔음

1. 연구의 필요성
□ 바이오산업은 생명공학 기반의 바이오산업과, 제약 산업, 의료기기산업을 포괄하며, 최근에는 의료영상장비, 체외진단, 환자 모니터링, 의료 IT 등 다양한 분야를 포함
○ Research and Markets(2018)에 따르면, 바이오 산업은 ’17년 2,361.2억달러 규모를 형성하였으며, ‘23년까지 3,107.8억 달러로 연평균 4.7%의 성장 전망
- 한편 국내 바이오 산업 규모도 ’17년 기준 10.13조원을 돌파하였으며, 최근 5년간 연평균 7.8%의 고성장을 지속해 왔음

2. 과제 기획
□ 본 연구에서는 차세대 바이오, 신약, 뇌공학 분야로 나누어 연구 및 과제 기획을 추진
○ 바이오 분야 연구개발 사업의 추진 기반 마련 및 핵심원천기술의 확보와 실용성 강화를 목표로 3개 분야별로 주제를 구분
- 차세대 바이오 분야는 바이오 소재, 바이오 이슈 대응 기술, 플랫폼 기술로 나누어 하위 총 9개의 과제를 기획
- 신약 분야는 융복합 기술, 플랫폼 기술로 구성하여 하위 7개 과제를 기획
- 뇌공학 분야는 플랫폼 기술, 분석기반 원천기술로 나누어 하위 총 4개의 과제를 기획

□ (차세대 바이오) 바이오 소재를 주제로 합성생물학 기반 유해선충제어 바이오 소재, 원천 기술 및 인프라 핵심 기술 개발
○ (유해선충제어 바이오소재 기술 개발) 유해선충으로 인한 토양환경 및 대형생태계 파괴, 보건위협, 산업생산력 저하 등의 사회문제 해결을 위한 합성생물학 기반 유해선충제어 바이오소재 기술 개발을 목표로 과제 기획을 추진
- 환경, 농산업, 보건 등 유해선충 및 유충에 의한 피해 발생으로 대형생태계 파괴, 급격한 산업생산력 저하 및 공공보건 위협에 따른 국가경쟁력 저하 문제 등으로 인해 유해 선충제어 연구에 대한 필요성이 대두
- 유해선충제어 고기능 바이오소재의 발굴/고도화/대량생산으로 고부가가치 창출이 가능한 합성생물학 기반의 세포공장 개발 및 사회문제 해결형 바이오기술 육성을 위한 적극적인 지원 전략 필요
○ (합성생물학 기반 원천기술 및 인프라 핵심 기술 개발) 인공유전체 및 세포공장을 상향식으로 설계(Design) 및 제작(Build)하는 합성생물학 원천기술 및 연계 인프라 핵심기술 개발을 목표로 함
- 세계 각국은 국가적 차원에서 합성생물학의 중요성을 인식하고, 선제적 지원으로 기술 역량 확보 후 산업연계까지 활발히 진행
- Bio‧AI‧Robot 융합기술과 딥러닝을 기반으로 하는 바이오파운드리 인프라 핵심기술 개발을 통하여 바이오 혁신의 가속화 가능

□ (차세대 바이오) 바이오 이슈 대응을 위한 기술의 과제 기획을 수행
○ (고해상도-입체구조 이미징 혁신기술 개발)세포 및 거대 생체분자 복합체의 고해상도 입체구조 이미징 혁신기술 개발 및 이를 활용한 감염병 및 난치질환 타겟 구조 규명 및 질환 제어 원천기술 확보를 목표로 과제 기획을 추진
- 초저온-이미징 기술은 최대 생물학 난제인 막단백질 및 거대복합체들과 같은 핵심 신약타겟의 고해상도 입체구조 규명으로 신약개발과 같은 고부가가치 바이오산업의 돌파구 기술로 주목을 받는 상황
- 최근 COVID-19의 감염원리 규명과 백신 및 치료제 개발을 빠르게 이끈 핵심적인 기술로 검증받음
○ (시공간 단일세포 지도 구축을 위한 신기술 개발) 단일세포 레벨의 시공간 세포간 상호 작용 네트워크 분석을 위한 인프라 구축 및 원천기술 개발을 목표로 함
- 질환에 따른 단일세포의 지도 구축을 위해서는 단일세포 다중오믹스 분석, 단일세포의 공간 정보를 유지하는 단일 세포 분석 등의 신기술들이 요구되는 상황
○ (차세대 마이크로바이옴 제어 원천기술 개발) 건강 증진 및 질환 예방에 필요한 차세대 마이크로바이옴 제어기술을 확보하기 위해 요소기술 개발부터 기능 분석 및 평가 시스템 구축 지원을 목표로 하여 과제를 기획
- 숙주 시스템의 통합적인 이해를 바탕으로 한 마이크로바이옴 연구는 개인맞춤형 질병 진단, 예방, 치료, 식의약 재발굴 등 미래 바이오헬스케어 중심 기술로 주목
○ (화상병 무증상 신속 진단법 및 퇴치를 위한 방제제 개발) 냄새를 활용한 예찰용 장비 개발 및 약물 스크리닝 기반 방제제 선도물질 확보를 목표로 과제를 기획
○ (미래 위협 CoV-X 대비 바이러스 특성 연구)미래 바이러스 감염병의 효율적인 대응을 위한 CoV-X 대비한 인체 감염 코로나바이러스의 특성, 병인기전 연구 및 기초연구 인프라와 연구자 네트워크 구축을 목표로 함
- 신종 코로나바이러스의 출현은 인류의 건강 및 글로벌 경제에 큰 위협이 되며, 미래 위협 바이러스(CoV-X)도 betacorona virus의 변종이 될 가능성이 매우 높은 현재의 상황을 고려한 과제
○ (대사조절 네트워크 분석을 통한 질환 치료 기술 개발) 치매, 암, 대사질환, 바이러스성 감염병 등에 의한 체내 환경변화의 대사조절 네트워크 분석, 대사조절인자 규명을 통해 질병의 발병 및 진행에서 역할, 질병의 진행 억제, 치료에 필요한 대사 조절 질병 치료 기술 확보를 목표로 함
- 최근 치매, 암, 대사질환 등에서 바이러스성 감염병에 이르기까지 환자의 대사적 특성에 따라 질병의 발병 혹은 진행의 차이에 주목

□ (차세대 바이오) 플랫폼 기술 개발의 일환으로 비대면 디지털 치료 플랫폼 개발을 기획
○ (비대면 디지털 치료 플랫폼 개발) 움직임 인식을 통해 우울증, 치매 등 다양한 정신건강 문제에 활용할 수 있는 데이터 기반 비대면 디지털 치료 플랫폼 개발을 목표로 함
- Covid-19으로 인해 사회적 거리두기와 자가격리, 세계적 lock-down이 장기화되면서 일상생활이 바뀌고 우울증, 치매 등 정신건강 문제의 심각성 대두되고 있는 상황

□ (신약) 융복합 기술 분야로 소포체스트레스, 신호전달 활용 스위치, 면역항암 원천 기술 등에 대한 과제를 기획
○ (인공지능기반 대사성 질환 연계 소포체스트레스 이상 반응 정립 및 조절자 개발) 소포체 스트레스의 질환으로서의 기전정립 및 조절자의 대사성 질환 치료제 제시를 목표로 과제를 기획
- 최적의 신개념 소포체 조절자 도출기술 및 고도화 연구기반 형성이 필요
○ (인공단백질 활용 신호전달 스위치 기술 개발) 생체 스위치 기능을 하는 인공단백질을 이용하여 신호전달을 제어하고, 이를 바탕으로 신호전달의 이상으로 야기되는 각종 질병에 대처하는 새로운 범용기술 개발을 목표로 함
○ (면역항암 원천기술 개발) 암면역치료에 사용되고 있는 기존 면역관문저해제의 한계인 환자별 상이한 반응성 및 낮은 치료효능을 획기적으로 극복할 수 있는 차세대 면역항암제 원천기술 확보를 목표로 과제를 기획

□ (신약) 신변종 감염병 대응을 위해 진단, 예측, 백신, 치료 분야의 플랫폼 기술 개발에 대한 과제를 기획
○ (진단) 신‧변종 바이러스 진단력 향상 원천기술 개발 및 기존 진단 기술 고도화, 차세대 진단 기술 개발
○ (예측) 감염병 확산 예측 사전 예측 및 정보 생산
○ (백신) 미래감염병 항원 뱅크 구축 및 신속‧신규 백신 개발 플랫폼 구축
○ (치료) 구조기반 타겟 및 선도물질 발굴 및 효능평가 플랫폼, 치료제 개발 기술 플랫폼 구축

□ (뇌공학) AI 기반 플랫폼 기술 개발에 대한 과제를 기획
○ (뇌의 감각 또는 인지 기전 모사 AI 알고리즘 개발) 인간이나 동물의 뇌가 인지, 기억 등 다양한 정보를 효율적으로 처리하는 기전을 연구하고 정보처리이론을 정립하며 이를 모사하여 현재의 AI 성능 개선을 위한 차세대 AI 알고리즘 개발을 목표로 함
○ (AI 기반 장시간 일상 뇌기능 모니터링 시스템 개발) 일상생활 중 장시간 측정한 뇌기능 정보를 인공지능(AI)을 이용하여 모니터링-분석-응용함으로써 개인 맞춤형 뇌질환 조절 및 뇌건강 증진에 활용할 수 있는 원천기술 개발을 목표로 함
○ (뇌연구 고도화를 위한 AI 기반 빅데이터 분석기술 개발) 뇌 연구를 통하여 도출되는 이질적이고, 추적 관찰된 초고차원 데이터를 효율적으로 분석하고, 인공지능 기술에 뇌 과학적 의미를 부여할 수 있는 XAI 기반 연구기법 개발

□ (뇌공학) AI 기반 고동인지 정보의 뇌 신경활동 해독 기술의 개발을 통해 분석 기반 원천 기술에 대한 과제를 기획
○ (AI 기반 고등인지 정보의 뇌 신경활동 해독 기술 개발) 멀티모달/멀티스케일 뇌신경활동 데이터를 기반으로 고등인지 정보처리 기전을 설명할 수 있는 계산 인지 모형 개발
- AI 기술을 활용하여 대용량 멀티모달/멀티스케일 뇌신호로부터 고등인지 정보를 해독하는 기술 개발 및 고등인지관련 멀티모달/멀티스케일 뇌신경활동 대용량 데이터 확보

(출처 : 요약문 3p)

Abstract ▼

□ Purpose
○ The bio-industry covers biotechnology-based bio-industries, pharmaceutical industries, and medical equipment industries, and has recently included various fields such as medical imaging equipment, in vitro diagnostics, patient monitoring, and medical IT.
○ In order to strengthen th

□ Purpose
○ The bio-industry covers biotechnology-based bio-industries, pharmaceutical industries, and medical equipment industries, and has recently included various fields such as medical imaging equipment, in vitro diagnostics, patient monitoring, and medical IT.
○ In order to strengthen the foundation and practicality of research and development projects in the bio sector, planed to projects.

□ Results
○ The research was conducted by dividing topics into three areas with the aim of laying the foundation for the R&D project in the Bio field.
○ The bio field was divided into bio-materials, bio-issue response technologies, and platform technologies, and a total of nine tasks were planned.
○ The emerging drugs field consists of convergence technology and platform technologies, and a total of seven tasks were planned.
○ The brain engineering field was divided into platform technologies and analysis-based source technologies, and a total of four tasks were planned.

□ Expected Contribution
○ It can contribute to the realization of a global bio powerhouse that leads to the resolution of bioeconomic and social problems.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• Contents ... 9
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 15
• 제 1장 연구의 목적 및 필요성 ... 17
• 제 1절 연구의 필요성 ... 17
• 제 2절 연구 목표 ... 18
• 제 2장 외부 환경 분석 ... 19
• 제 1절 정책 환경 분석 ... 19
• 1. 해외 ... 19
• 2. 국내 ... 27
• 제 2절 산업 환경 분석 ... 40
• 1. 해외 ... 40
• 2. 국내 ... 45
• 제 3절 기술 환경 분석 ... 48
• 1. 해외 ... 49
• 2. 국내 ... 54
• 제 3장 특허 분석 ... 57
• 제 1절 개요 ... 57
• 제 2절 국내외 특허 현황 ... 57
• 제 3절 국내외 특허 등급 현황 ... 59
• 제 4장 논문 분석 ... 79
• 제 1절 개요 ... 79
• 제 2절 바이오 관련 기관 논문 현황 비교 ... 79
• 제 5장 정부 과제 수행 현황 ... 83
• 제 1절 개요 ... 83
• 제 2절 차세대바이오 ... 83
• 1. 연구 과제수 ... 83
• 2. 정부투자연구비 ... 87
• 제 3절 신약 ... 92
• 1. 연구 과제수 ... 92
• 2. 정부투자연구비 ... 96
• 제 4절 뇌공학 ... 100
• 1. 연구 과제수 ... 100
• 2. 정부 투자연구비 ... 104
• 제 6장 과제 기획 ... 109
• 제 1절 개요 ... 109
• 제 2절 차세대바이오 ... 110
• 1. 바이오 소재 ... 110
• 2. 바이오 이슈 대응 기술 ... 113
• 3. 플랫폼 기술 ... 119
• 제 3절 신약 ... 120
• 1. 융복합 기술 ... 120
• 2. 플랫폼 기술 ... 123
• 제 4절 뇌공학 ... 125
• 1. 플랫폼 기술 ... 125
• 2. 분석기반 원천기술 ... 130
• 끝페이지 ... 132