한국생명공학연구원(이하 생명연)은 국가바이오파운드리사업단 김하성 박사 연구팀이 주도한 국제 공동연구팀(한국, 미국, 영국, 싱가폴 등 10개 기관)이 바이오파운드리의 모든 실험 과정을 ‘4단계 체계’로 표준화한 프레임워크를 개발했다고 21일 밝혔다.

향후 자동화 실험실인 ‘바이오파운드리’에 있어 국제 표준이 될 것으로 기대되고 있다.

바이오파운드리는 자동화로봇과 AI의 ICT 기술을 결합, 합성생물학 전과정을 표준화·고속화·자동화해 생물학 실험 및 제조공정을 지원하는 고처리량 실험 인프라로, 글로벌 바이오경제 구현을 위한 핵심 기술로 주목받고 있다.

그러나 각 바이오파운드리마다 사용하는 장비와 수행하는 공정, 그리고 운영 방식이 크게 달라 경험과 자원을 공유하는 데 한계가 있었다.

특히 표준화가 부족하고 호환성이 낮아 고가의 시설 구축비와 운영비 대비 효율적으로 활용되지 못한다는 문제가 제기됐다.

연구팀은 개발한 프레임워크를 사용하면 누구나 복잡한 생명과학 실험도 같은 방식으로 기록, 공유, 자동화하여 인공지능에 활용 가능한 양질의 공정 데이터를 축적할 수 있다.

이번 연구는 전 세계 바이오파운드리 간의 협업을 위한 ‘최초의 공동 운영체계’를 제시한 것으로서 큰 의미를 갖는다. 2019년에 출범한 글로벌 바이오파운드리 얼라이언스(Global Biofoundries Alliance, GBA)는 전 세계 공공 바이오파운드리 간의 자원 공유 및 협력을 촉진하고 있으며, 현재까지 33개의 회원 기관이 참여해 과학적 공통과제를 해결하기 위해 함께 노력하고 있다.

표준화를 통해 실험장비들이 서로 호환되고 실험 데이터의 신뢰도와 재현성이 향상되며, AI와 소프트웨어 기반 실험 설계와 분석 기술도 더욱 효과적으로 접목할 수 있다.

교신저자인 이승구 박사는 “이번 연구성과는 글로벌 상호운용을 통해 국내 바이오파운드리 역량을 발전시키는 핵심 전략이 될 것”이라며 “지난 4월 국회를 통과한 합성생물학 육성법의 실효성을 극대화시킬 것이다”고 말했다.

이번 연구결과는 저명 저널인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 지난 10일자 온라인 판에 게재됐다.

김형중 기자 kimhj@ggilbo.com