전세계적으로 생명기술(BT) 붐이 일면서 바이오칩 등을 연구하는 바이오일렉크로닉스 분야와 유전체 정보 등을 연구·관리하는 바이오인포매틱스 분야가 신기술로 주목받고 있다.
◇바이오일렉트로닉스(Bioelectronics)=전극이나 FET(Field Effect Transistor) 또는 압전식 크리스털 등과 같은 전자신호변환기와 생체물질의 통합을 포함한 학제적 연구 분야다.
바이오일렉트로닉스는 복잡한 분자구조를 가진 생체분자 기능의 유닛과 전자 또는 광학신호변환장치를 직접 결합해 바이오칩이나 생체의학 센서를 개발하는 데 우선적으로 초점이 맞춰져 있다.
바이오칩은 생물의 효소·단백질·항체·DNA·미생물·동식물 세포 및 기관·신경세포 등과 같은 생체유기물과 반도체 같은 무기물을 조합해 기존 반도체칩 형태로 만든 혼성소자로 인류의 질병 예측과 진단, 신약 개발, 뇌 및 게놈 연구에서부터 바이오컴퓨터를 비롯한 차세대 전자소자 개발에 이르기까지 새로운 부가가치를 가진 국가 기반산업의 창출에 커다란 영향을 미칠 것으로 전망된다.
세계적으로 유전자 분석의 첨단기술로 인정받고 있는 DNA 마이크로 어레이 기술, 바이오센서, 효소나 항체·항원 등과 같은 단백질이 사용된 단백질칩, 동물 및 식물세포를 이용한 셀칩, 신경세포를 사용한 뉴런칩, 자동분석 기능을 갖는 랩칩 등이 현재 활발히 연구되고 있다.
생체의학 센서는 개체로부터의 복사열이나 소리 에너지를 감지하는 생체 외부용이 대부분이며, 경구·직장 온도계, 자궁 내 압력변환기 등 생체 내부용 센서도 개발되고 있다.
전세계 바이오칩 시장은 지난 99년 2억7200만달러, 2000년 5억3100만달러를 기록했으며 99년부터 오는 2004년까지 65%대의 연평균 복합성장률을 기록할 것으로 전망된다.
◇바이오인포매틱스(Bioinformatics)=바이러스에서 미생물·식물·동물, 그리고 인간에 이르기까지 생물체가 지닌 모든 유전정보의 특성을 분석·규명하려는 인간게놈프로젝트(HGP)의 결과로 방대한 정보가 쏟아져 나오고 있다.
바이오인포매틱스는 이런 유전정보로부터 유용한 정보를 체계적으로 발굴·가공하고 분석하기 위한 연구 분야로 중요성이 점차 증대되고 있는 추세다.
생물학과 컴퓨터 과학의 경계를 오가며 일반적으로 DB·알고리듬·기계학습 및 컴퓨터그래픽과 같은 컴퓨터기술을 이용해 생물학 데이터를 저장·분석 및 해석하는 계산적 생물학을 의미하지만 생물시스템의 정보처리 원리를 기초로 컴퓨터나 인공지능시스템을 개발하는 연구 분야로도 인식되고 있다.
초기연구는 HGP를 통해 산출되는 유전자 서열정보 등 방대한 양의 새로운 생물학 데이터를 DB화하는 데 초점이 맞춰져 있었으며, 최근 1단계 HGP가 완료되고 연구 방향이 기능적 게놈연구로 바뀌면서 정보의 효율적 통합과 검색, 분석 알고리듬의 개발, 유전 망의 구성 및 이해, 데이터마이닝을 통한 새로운 지식 창출 등에 관심이 쏠리고 있다.
고객 DB를 포함해 바이오인포매틱스 도구와 서비스에 대한 전체 시장은 5년 내 20억달러를 넘어설 것으로 전문가들은 내다보고 있다.
<대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr>