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바이오 신약 혁명 : DNA, RNA, 단백질, 세포 그리고 디지털 치료제
이성규 ㅣ 플루토
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2023년 12월 12일
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9791188569557/1188569554
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  • 과학 기술은 물론이고 바이오 기술 역시 비약적으로 발전했다. SF 소설이나 영화의 수식어로나 등장할 법한 ‘바이오 테크놀로지’라는 단어는 더 이상 공상 속에 있지 않다. 바이오 기술은 지금도 발전하고 있으며, 앞으로도 어떤 놀라운 기술이 등장할지 알 수 없다. 그러나 이렇게 눈부시게 기술이 발전하고 있어도, 인류는 여전히 질병과 힘겨운 싸움을 벌이고 있다. 암으로 인한 사망자는 교통사고를 포함해 어떤 사망자보다 많고, AIDS는 여전히 완치할 수 없다. 치매는 또 어떤가. 더욱이 우리는 감기나 독감조차도 완벽히 정복하지 못했다. 특히 지난 코로나19 시기를 겪으며, 바이러스의 공격이 얼마나 공포스러운 악몽이 될 수 있는지 뼈저리게 겪어야 했다. 백신을 개발하고 치료하는 과정을 실시간으로 지켜보며 새삼 신약 개발이 얼마나 지난하고 힘든 과정인지도 절절히 깨달았다. 우리 은하를 넘어선 또 다른 우주를 들여다볼 수 있을 정도로 과학과 기술이 발전한 이 시대에도 여전히 정복하지 못한 소우주, 인체. 눈에 보이지도 않을 만큼 작은 DNA를 다루면서도 여전히 질병과 싸우는 현 상황에서, 《바이오 신약 혁명》은 바이오 기술의 핵심과 한계, 이를 극복하기 위한 미래 기술을 살펴보고, 바이오 기술의 혁신이 불러올 보건·의료계의 변화상을 알아본다. 과학 전문 기자인 저자는 전작 《신약 개발 전쟁》에서 오리지널 신약이 만들어지기까지의 과정과 신약이 바이오 시장에서 판매·유통되는 과정을 알기 쉽게 설명한 데 이어 이 책 《바이오 신약 혁명》에서는 바이오 테크놀로지 세계에서도 손꼽히는 혁신인 바이오 의약품의 다양한 영역을 소개하고, 앞으로 어떤 바이오 기술이 각광받을지 예측한다. 《바이오 신약 혁명》은 바이오 업계 종사자뿐만 아니라 바이오기업 창업이나 취업을 준비하고 있는 관련 학과 전공자들, 제약·바이오 분야에 투자를 고민하는 사람들, 신약 개발과 바이오 의약품의 현재와 미래가 궁금한 독자들을 위한 가이드가 되어줄 것이다.
  • 바이오 테크놀로지는 인류를 질병으로부터 해방시킬 것인가 과학 기술은 물론이고 바이오 기술 역시 비약적으로 발전했다. SF 소설이나 영화의 수식어로나 등장할 법한 ‘바이오 테크놀로지’라는 단어는 더 이상 공상 속에 있지 않다. 바이오 기술은 지금도 발전하고 있으며, 앞으로도 어떤 놀라운 기술이 등장할지 알 수 없다. 그러나 이렇게 눈부시게 기술이 발전하고 있어도, 인류는 여전히 질병과 힘겨운 싸움을 벌이고 있다. 암으로 인한 사망자는 교통사고를 포함해 어떤 사망자보다 많고, AIDS는 여전히 완치할 수 없다. 치매는 또 어떤가. 더욱이 우리는 감기나 독감조차도 완벽히 정복하지 못했다. 특히 지난 코로나19 시기를 겪으며, 바이러스의 공격이 얼마나 공포스러운 악몽이 될 수 있는지 뼈저리게 겪어야 했다. 백신을 개발하고 치료하는 과정을 실시간으로 지켜보며 새삼 신약 개발이 얼마나 지난하고 힘든 과정인지도 절절히 깨달았다. 우리 은하를 넘어선 또 다른 우주를 들여다볼 수 있을 정도로 과학과 기술이 발전한 이 시대에도 여전히 정복하지 못한 소우주, 인체. 눈에 보이지도 않을 만큼 작은 DNA를 다루면서도 여전히 질병과 싸우는 현 상황에서, 《바이오 신약 혁명》은 바이오 기술의 핵심과 한계, 이를 극복하기 위한 미래 기술을 살펴보고, 바이오 기술의 혁신이 불러올 보건·의료계의 변화상을 알아본다. 과학 전문 기자가 설명하는 바이오 의약품의 세계 생명공학을 전공하고 과학 전문 기자로 활동하는 저자는 전작 《신약 개발 전쟁》에서 오리지널 신약이 만들어지기까지의 과정과 신약이 바이오 시장에서 판매·유통되는 과정을 알기 쉽게 설명한 데 이어 이 책 《바이오 신약 혁명》에서는 바이오 테크놀로지 세계에서도 손꼽히는 혁신인 바이오 의약품의 다양한 영역을 소개하고, 앞으로 어떤 바이오 기술이 각광받을지 예측한다. 《바이오 신약 혁명》에서 저자는 과학 전문 기자의 경험을 살려 바이오 의약품 개발부터 진단 기술 원리에 이르기까지 중요한 개념과 원리, 용어에 관해 누구나 이해할 수 있도록 쉽게 설명하고 정리해두었다. 바이오 신약 기술과 개발 현황 등의 바이오 테크놀로지 관련 지식뿐만 아니라 의대 열풍이나 비대면 진료에 이르기까지 사회적 이슈까지도 광범위하게 다루어서 바이오 신약 개발과 관련한 트렌드도 접할 수 있다. 이 책은 5장으로 구성되어 있다. 1장 바이오 테크놀로지의 세계에 오신 걸 환영합니다에서는 바이오 분야의 기초 지식을 살펴본다. 바이오 분야에서 가장 기초적인 DNA와 RNA가 무엇인지 살펴보고, 생물학의 기초 이론인 ‘중심 이론(central dogma)’을 소개한다. 특히 바이오 신약 중 유전자를 기반으로 한 유전자 치료제로 암을 어떻게 치료하는지 살펴본다. 2장 바이오 테크놀로지, 만능 해결사가 될 것인가에서는 현실에 쓰이고 있는 바이오 기술을 소개한다. 영화나 실제 사건에서 바이오 기술이 쓰이는 예를 설명하기도 하고, 인공지능을 활용해 어떻게 바이오 신약을 개발하고 진단 기술을 획기적으로 발전시킬 수 있는지 살펴본다. 3장 유전자, 단백질, 세포… 확장되는 바이오 의약품의 영역에서는 바이오 의약품의 다양한 영역을 살펴본다. 바이오 의약품 기술은 날로 발전하여 유전자를 기반으로 한 치료제부터 인체의 면역 반응을 기반으로 한 치료제, 단백질 기반의 치료제, 최근에는 세포를 기반으로 한 치료제까지 그 영역이 계속 확장되고 있다. RNA 간섭, 항체 치료제, 2중항체 등 여러 바이오 의약품의 원리와 기능을 설명하고, 앞으로 각광받을 기술도 살펴본다. 4장 세포를 공략하다! 바이오 의약품의 또다른 혁...
  • 들어가며 1장 바이오 테크놀로지의 세계에 오신 걸 환영합니다 중심 이론, DNA와 RNA 안젤리나 졸리가 유방을 절제한 이유 DNA의 화학 구조는? 유전자 치료제, 인 비보와 엑스 비보 유전자를 없애거나 넣거나 바꾼다면 체내 치료 vs 체외 치료, 당신의 선택은? 배달 사고를 낸 배달부의 운명은? 암세포를 정상 세포로 되돌린다면 신약 개발 vs 이미지 포장 2장 바이오 테크놀로지, 만능 해결사가 될 것인가 연인과 이별한 슬픔을 잊을 수 있다면 먹다 남은 깍두기에서 찾은 범인의 단서 DNA 메틸화, 암을 진단하고 치료까지? 1조 원이 50만 원으로 인공지능이 진단 방랑을 끝낼 수 있을까 새로운 명의의 탄생 세계 판매 1위 진단 장비, 한국에서도 통할까 3장 유전자, 단백질, 세포… 확장되는 바이오 의약품의 영역 불안한 RNA, 안정된 DNA RNA 백신, RNA 바이러스로 잉태 유전자 발현을 억제하는 RNA 간섭 의약품 시장의 강자, 항체 치료제 한 놈만 죽인다, 특급 저격수 항체 치매 치료제와 인체의 면역 반응 양손잡이 2중항체 항체와 세포 독성 약물의 랑데부, ADC 본질에 더 가깝게, 바이러스를 속여라! 인간 사회만큼이나 다양한 우리 몸의 일꾼 4장 세포를 공략하라!...
  • 지구상의 모든 생명체는 유전 정보를 DNA에 담고 있다. 즉 DNA는 유전 정보를 담은 일종의 지도라고 할 수 있다. 생명체는 DNA를 바탕으로 유전자를 발현시킨다. 유전자를 발현시킨다는 말은 단백질을 만든다는 의미다. 단백질이 실제로 생명을 유지하기 위해 일하는 일꾼이기 때문이다. 생명체의 기본 단위인 세포는 생존하기 위해 주변 세포와 끊임없이 소통하고 에너지를 만드는 등 이런저런 할 일이 많다. 이런 일에 필요한 일꾼이 단백질이다. 그러므로 생명체는 단백질을 만들지 못하면 생명 현상을 유지하기 힘들다. 단백질은 DNA에서 바로 만들어지지 않고 중간 단계인 RNA를 거친다. 다시 말해 생명체는 DNA에서 시작해 RNA를 거쳐 단백질을 만든다는 것이 중심 이론이다. - 18쪽 크리스퍼 유전자 가위의 작동 원리는 다음과 같다. 우선 안내 RNA가 목표로 하는 유전자와 결합한다. DNA와 DNA, DNA와 RNA는 서로 상보적으로 결합하기 때문에 목표 유전자의 염기 서열을 알면 이 유전자에 결합하는 안내 RNA를 만들 수 있다. 그러면 가위 역할을 하는 Cas9 단백질이 목표 유전자를 자른다. 이렇게 DNA가 절단되면, 세포 내에서 DNA 복구 기전이 작동한다. DNA 복구란 잘린 DNA를 다시 붙이는 것인데, 잘린 상태를 그대로 붙이면 아무런 치료 효과가 없다. 바로 여기서 DNA 복구의 묘미를 찾을 수 있다. DNA 복구 기전이 작용할 때 생체 시스템은 주변에 남아도는 염기 몇 개를 잘린 부위에 붙여 돌출된 형태로 만든다. 반듯하게 잘려 밋밋한 것보다는 돌출 형태여야 더 잘 붙기 때문이다. 그런데 몇 개의 염기를 추가로 붙였기 때문에 유전자의 염기 서열이 잘리기 전과는 달라진다. 염기 서열이 변하면 이 유전자는 원래의 기능을 하지 못한다. 즉 목표로 했던 유전자의 기능을 끌 수 있는 것이다. 이는 병을 일으키는 원인 유전자를 제거하거나 그 기능을 없앨 때 유용하다. 이런 유전자 교정법을 NHEJ라고 한다. - 33~34쪽 암세포를 정상 세포로 바꾸는 것처럼 세포의 특성이나 운명을 바꾸는 것을 리프로그래밍이라고 한다. 이미 프로그래밍된 세포의 특성을 재설정한다는 의미다. 2012년, 일본 교토대학의 야마나카 신야 교수가 유도 만능 줄기세포의 원리를 발견한 공로를 인정받아 노벨 생리의학상을 받았다. 유도 만능 줄기세포는 피부 세포와 같은 성인의 체세포를 배아줄기세포와 유사한 상태로 되돌려 만든 줄기세포를 일컫는다. 배아줄기세포처럼 인체의 모든 세포로 분화할 수 있는데, 피부 세포와 같은 일반 세포를 줄기세포로 유도한 것이다. 세포는 줄기세포에서 일반 세포로 분화하기 때문에 야마나카가 수립한 유도 만능 줄기세포 기술을 다른 말로 역분화 기술이라고도 한다. 일반적인 세포의 분화와는 달리 거꾸로 분화시켰기 때문이다. 이처럼 일반 세포를 줄기세포 상태와 같은 유도 만능 줄기세포로 되돌리는 것이 대표적인 리프로그래밍으로, 일반 세포의 특성과 운명을 재설정해서 전혀 성격이 다른 줄기세포 상태로 바꿀 수 있다. - 49~50쪽 유전자 분석 업체의 경우 포화 상태에 이른 유전자 분석 분야를 넘어서 새로운 비즈니스를 창출할 수 있으므로 신항원 암 백신은 매력적인 분야일 것이다. 더구나 신항원 암 백신을 개발한다고 하면 기존의 유전자 분석 회사에서 신약 개발 회사로 탈바꿈할 수 있다. 그래서인지 한국의 유전자 분석 업체들이 신항원 암 백신 개발에 너나없이 나서고 있다. 대부분은 탄탄한 실력을 바탕으로 신항원 백신을 개발하려는 순수한 의도겠지만, 시류에 편승해 이미지를 포장하거나 주가를 띄우려는 기업도 있을 것이다. 과연 누가 진짜이고 누가 가짜인...
  • 이성규 [저]
  • 연세대학교에서 생명공학을 공부하고 연세대학교 언론홍보대학원에서 저널리즘을 공부했다. MBN에서 기자생활을 시작했고, 지금은 YTN 사이언스에서 과학전문기자로 활동하고 있다. 2017년 생화학분자생물학회가 선정한 ‘올해의 생명과학보도상’을 수상했으며, YTN 사이언스의 바이오의학 전문 프로그램 〈카페 B〉를 진행했다. 현재는 YTN 사이언스에서 바이오 업체 CEO 대담 프로그램인 〈바이오 위클리〉를 진행하고 있다. 지은 책으로는 《질병 정복의 꿈 바이오 사이언스》, 《호모 스페이스쿠스》, 《청소년을 위한 팬데믹 리포트》 등이 있다.
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