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[디지털바이오 융합] ① 염색체부터 전임상까지…전국민 바이오데이터 활용법 겨룬다

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디지털융합 등 바이오연구 패러다임 전환
구글 알파폴드로 디지털융합 신기원 마련
바이오 데이터 활용 대회 6월말까지 신청

디옥시리보핵산(DNA)가 이중나선 구조로 돼 있다는 것이 발견된 지 올해로 70주년이 됐다. DNA에는 생물의 복잡한 정보가 담겼다. 이를 토대로 생체고분자 분석기술이 발전되고 국제사회는 생명유전정보 연구에 팔을 걷었다. 우리나라 역시 국가 바이오데이터 스테이션(K-BDS)을 구축해 이제는 디지털바이오 융합 연구에 박차를 가하고 있다. 이에 <뉴스핌>은 인공지능 시대 속 디지털바이오 연구의 현주소를 진단하고 향후 바람직한 대응책을 모색해 본다.

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = "바이오 연구는 새로운 차원으로 발전해 유전학, 유전체학 등의 미스테리를 풀었습니다."

바이오 연구를 도맡아온 한국생명공학연구원의 한 연구자의 평가다. 더구나 코로나바이러스감염증-19로 인한 팬데믹 상황에서 빅데이터 분석은 인류가 치명적인 감염병을 극복할 수 있는 해결책을 제시했다.

실제 빅데이터 분석은 표적 식별부터 시작해 임상 시험, 실시간 모니터링, 배포 전략, 부작용 감시에 이르기까지 코로나19 백신 개발의 모든 단계에서 중요한 역할을 했다. 빅데이터를 사용해 연구 프로세스를 가속화하고 증거를 기반으로 하는 의사 결정을 가능하게 했다. 전세계적으로 COVID-19 백신의 성공적인 개발 및 배포에도 기여했다.

'자연 관찰의 시대에서 디지털융합 시대로'…바이오연구 패러다임 변화

인류가 출현하기 전부터 다양한 생물이 존재했다. 인류는 바이오 연구의 역사를 구분할 때 크게 ▲자연관찰의 시대(~18세기) ▲미생물 연구 시대(19세기) ▲유전자 연구 시대(20세기) ▲디지털 융합 시대(21세기) 등으로 나눴다.

기원전부터 시작해 자연관찰의 시대에서는 신학과 과학의 구분이 모호했다. 생물체에 대한 이해 부족으로 자연발생설을 믿게 된다. 이를 두고 아리스토텔레스는 생물은 자연스럽게 생겨나는 것으로 정의했다.

이후 미생물 연구 시대에서 미생물, 질병, 멸균 등이 연구됐다. 미생물 존재, 이에 따른 부패와 질병 발병 원인을 발견했다. 이때 비로소 과학적 바이오 여누의 기틀이 마련됐다. 파스퇴르는 플라스크 가열 실험으로 생물속생설을 입증했다. 

생물속생설은 생물이 모두 그 어버이로 인해 생긴다고 주장하는 이론이다. 생물은 무생물에서 자연적으로 만들어진 것이라는 자연발생설에 대응하는 개념이다.

DNA의 이중 나선 구조 모습 [자료=게티이미지뱅크] 2023.04.24 biggerthanseoul@newspim.com

20세기 들어 1853년 DNA의 이중나선구조가 처음으로 발견됐다. 

1953년 4월 25일 제임스 왓슨(James Watson)과 프랜시스 크릭(Francis Crick)은 유전 정보를 다음 세대로 전달하는 물질인 DNA의 구조가 이중나선형이라는 내용이 담긴 논문을 '네이처'에 발표했다. 이들은 9년 뒤 노벨 생리의학상을 수상하기도 했다.

유전자 연구를 통해 RNA와 단백질 등을 분자단위로 연구하는 분자생물학도 발전했다. RNA는 핵산의 일종으로, 유전자 본체인 디옥시리보 핵산(DNA)이 가지고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 직접적으로 작용하는 고분자 화합물을 말한다.

21세기로 들어서면서 바이오 연구는 신기원을 맞게 된다.

바로 디지털 융합 시대인 것이다. 인간게놈 유전자 지도가 2000년에 발표되고 생물정보학 시대가 본격화됐다. 인공 세포를 제작해 활용하는 합성생물학도 함께 발전했다. 

AI‧빅데이터를 활용해 생명현상에 대한 분석‧예측을 할 수 있게 됐다. 디지털과 바이오가 결합하면서 생명연구에 대한 다양한 도전과제에 접근할 수 있게 됐다.

구글 알파벳의 딥마인드가 개발한 인공지능 플랫폼인 알파폴드. 알파폴드는 단백질 접힘 연구에서의 난점을 돌파하기 위해 딥러닝 알고리즘을 활용해 개발됐다. 단백질 접힘 연구를 시뮬레이션한 모습 [자료=딥마인드] 2023.05.22 biggerthanseoul@newspim.com

디지털과 바이오의 융합은 2018년 구글 모기업인 알파벳의 딥마인드 부서가 내놓은 '알파폴드' 이후 새로운 변화를 가져왔다. 알파폴드는 단백질 구조 예측 AI 플랫폼이다. 2022년 7월 28일 딥마인드는 알파폴드를 통해 이제까지 알려진 거의 모든 단백질 구조를 예측하는 데 성공했다.

과학기술정보통신부 한 관계자는 "이제는 바이오 분야의 연구를 하기 위해서는 빅데이터를 학습해 최대한의 효율을 끌어올릴 수 있도록 AI 기술을 접목할 때"라며 "디지털 바이오라는 측면에서 바이오 데이터를 충분히 축적해 인류의 과제를 해결하는 데 활용할 수 있을 것"이라고 전망했다.

'바이오 데이터의 가치를 높여라'…바이오 데이터 활용 경진대회 전개

과기부 역시 그동안 축적해놓은 바이오 데이터의 가치를 높이기 위해 빅데이터 활용에 초점을 맞췄다.

과기부는 지난달 25일부터 오는 10월 31일까지 '2023년 바이오데이터 활용 경진대회'를 연다. 이번 경진대회는 생명공학‧정보통신(ICT) 분야를 공부하는 학생 등 국민의 바이오 데이터에 대한 관심을 유도하기 위해 열리게 되는 것이다.

지난해 12월부터 본격적으로 운영되고 있는 범부처 바이오 연구데이터 통합 공유 플랫폼인 국가 바이오 데이터 스테이션(K-BDS)을 활용, 바이오 데이터의 가치를 높이는 데이터 활용 사례를 발굴하기 위해서다.

과기부는 지난달 25일부터 오는 10월 31일까지 '2023년 바이오데이터 활용 경진대회'를 연다. [자료=과학기술정보통신부] 2023.05.22 biggerthanseoul@newspim.com

바이오 연구데이터에 관심이 있는 국민이면 누구나 개인 또는 팀 단위로 경진대회에 참가할 수 있다. 우선 다음달 30일까지 K-BDS 누리집에 참가 신청서를 제출하면 된다.

참가자 (팀)중 7월 말 1차 서면 심사에서 데이터 활용 최종 수상자(팀)의 4배수 가량이 선정된다. 10월 중순 2차 발표심사에서 데이터 활용 결과에 대한 심사를 진행해 수상자가 결정된다.

참가자(팀)는 K-BDS에 등록된 데이터를 사용해야 한다. 참가자(팀)가 보유한 데이터 또는 국 내‧외에 공개된 데이터를 활용하고자 할 경우에는 6월 30일까지 K-BDS에 등록한 뒤 사용해야 한다.

1차 서면심사를 통과한 2차 심사 대상자(팀)는 K-BDS의 분석환경에서 데이터 분석을 수행한다. K-BDS는 유전체 빅데이터 분석 환경(Bio-Express)과 고성능 GPU 장비 기반의 인공지능(AI) 개발 및 데이터 분석 환경 등으로 구축돼 연구자가 손쉽게 사용할 수 있다.

이번 경진대회를 위해 ▲차세대 염기서열(NGS) 분석 ▲마이크로 어레이(Microarray) 데이터 ▲단백체 데이터 ▲대사체 데이터 ▲화합물 데이터 ▲이미지 데이터 등을 제공한다. 

이번 경진대회에서는 K-BDS에서 제공된 다양한 데이터를 활용하는 데이터 활용 부문과 K-BDS 플랫폼, 정책, 기술의 혁신적인 아이디어를 선정하는 혁신 아이디어 부문으로 나눠 시상한다.

이창윤 과기부 연구개발정책실장은 "바이오 분야에 우리나라가 앞서있는 디지털 기술과 융합을 통해 연구 효율성과 산업의 생산성을 높이기 위해서는 바이오 데이터의 적극적인 공유와 활용이 필요하다"며 "이번 경진대회를 통해 바이오 데이터에 가치를 더해 활용성을 높이는 성과들이 나오길 기대한다"고 말했다.

biggerthanseoul@newspim.com

(※ 본 기획보도는 한국생명공학연구원의 지원을 받아 작성되었습니다.)

[뉴스핌 베스트 기사]

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서울시 '기후동행패스' 15문 15답 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 9월 1일 대중교통 이용 시 환급 혜택이 적용되는 '모두의카드(기후동행패스)' 출시를 앞두고 서울시가 기존 기후동행카드 이용자들의 교통비 지원 혜택에 차질이 없도록 사전 안내를 시작했다. 서울시는 '기후동행패스' 전환 과정에서 시민 불편과 지원 혜택의 공백을 최소화하기 위해 기존 카드 운영을 1개월 연장한다. 따라서 30일권은 8월 31일까지 충전 가능하며, 충전한 카드는 최대 9월 29일까지 사용할 수 있다. 만료된 이용자는 '모두의카드'로 전환해야 한다. 후불 기후동행카드는 9월 30일까지 이용할 수 있으나, 10월 1일부터는 일반 교통카드로 전환돼 대중교통비 지원이 중단된다. 후불 카드 이용자들도 혜택을 받기 위해서는 모두의카드로 전환이 필요하다. 기후동행패스 [이미지=서울시] 다음은 기후동행패스와 관련한 궁금한 사항을 문답형식으로 정리했다. -정책 전환 이유는 ▲2024년 1월 서울시가 국내 첫 대중교통 무제한 정기권 '기후동행카드'를 출시했다. 2026년 1월 정부에서 기존 정률 환급제에 기후동행카드의 무제한 정기권 개념과 내용을 포함한 '모두의카드'가 출시됨에 따라 전국 대중교통 이용, 환급 혜택 강화, 서울시의 특화 서비스를 결합하고 혜택을 강화해 정책의 일원화를 추진한다. -기후동행카드 운영 기간은 ▲선불 카드 30일권은 8월 31일까지 충전할 수 있으며, 사용은 9월 29일까지 가능하다. 별도 충전이 필요 없는 후불 카드는 10월 1일부터 대중 교통비 할인 혜택이 없는 일반 교통카드로 전환된다. 기후동행카드의 단기권인 1·2·3·5·7일권은 지속적으로 운영될 예정이다. -교통카드 정책이 너무 복잡한데 ▲기후동행카드는 서울시가 추진한 서울시 내 대중교통을 무제한으로 이용할 수 있도록 개발된 정기권이다. 모두의카드(K-패스)는 정부에서 추진하는 대중교통비 지원 사업으로, 전국에서 대중교통 이용 시 할인 혜택을 제공한다. 기후동행패스는 정부 사업인 모두의카드에 기후동행카드의 특화 서비스를 연계해 서울시민 대상으로 혜택을 강화한 정책이다. 기후동행패스 출시 전에 모두의카드, K-패스 등을 이용하는 서울시민은 9월 1일부터 혜택이 자동 적용된다. -카드 전환 시 혜택은 ▲모두의카드는 일반 기준 6만2000원 미만 이용 시 20% 환급, 6만2000원 이상 사용 시 차액분을 전액 환급해 주는 정책이다. 서울 대중교통 외 전국 대중교통을 이용할 수 있어 사용범위와 혜택이 강화된다. 모두의카드(기후동행패스) 카드 주요 사항 [자료=서울시] -반값 할인 혜택이 있다던데 ▲4~9월 모두의카드를 이용하는 경우 출퇴근 시차시간 이용 시 교통비 할인, 정액형 일반 기준 월 교통비가 3만원으로 적용되는 반값 할인 고유가 대책이 적용 중으로 추가적인 교통비 할인 혜택을 받을 수 있다. -기후동행패스 전환 시점은 ▲기존 발급된 모두의카드, K-패스 카드 등을 이용하는 서울시민은 9월 1일부터 자동으로 '기후동행패스'의 혜택이 적용되기 때문에 출시 전이라도 발급받아 이용하면 된다. 또 9월까지 모두의카드 이용 시 고유가 반값 할인이 적용돼 정액형 일반 기준 최대 약 3만원의 추가 교통비 할인 혜택을 받을 수 있어 빨리 전환할수록 좋다. -전환 시 청년 할인 혜택은 ▲9월 1일부터 만 35~39세 청년도 5만5000원 미만 사용 시 30% 환급, 5만5000원 이상 사용 시 정액 적용·환급 등이 적용된다. 9월까지 모두의카드 반값 할인 대책으로 최대 약 3만원의 대중교통비 할인 혜택을 적용받을 수 있다. -제대군인(~만 42세) 청년 할인, 따릉이 연계 할인, 문화시설 연계 할인 적용은 언제쯤 ▲제대군인 청년 할인 적용, 따릉이 연계 할인 등의 특화 서비스는 관계기관 협의와 시스템 개선이 필요하고, 문화시설 연계 할인은 조례 개정이 필요한 사항으로 관련 절차의 조속한 진행을 통해 연내 적용할 예정이다. -발급·사용법은 ▲모두의카드를 이용하고 있는 서울시민은 별도의 카드전환 없이 9월 1일부터 기후동행패스의 혜택이 적용된다. 신용·체크카드 형태의 모두의카드를 카드사를 통해 발급받은 경우, 수령 후 K패스 누리집에 카드를 등록하고 이용해야 익월부터 환급 혜택을 적용받는다. 편의점 등에서 구매한 선불형 모두의카드는 카드 발급기관 누리집이나 앱에 카드번호·환급계좌 등을 등록한 뒤 K패스 누리집에 등록해야 환급 혜택을 받을 수 있다. 모바일 앱으로 발급받은 선불 모두의카드도 발급기관 누리집이나 앱에 등록한 후 K패스 누리집에 등록해야 한다. 모두의카드(기후동행패스) 발급 방법(후불, 선불, 모바일) [자료=서울시] -무조건 매월 1일부터 이용해야 하는지 ▲아니다. 모두의카드(기후동행패스)가 매월 말일부터 쓴 대중교통비 기준으로 할인혜택을 적용하고 있으나, 아무 때나 K패스 누리집 등에 카드를 등록하고 사용한다면 해당 월에 사용한 금액 기준으로 환급 혜택을 적용받게 된다. 발급받거나 구매한 모두의카드 등을 필수로 K-패스 누리집에 개인정보·카드번호를 입력 후 사용해야 대중교통비 환급 지원을 받을 수 있다. -기존 실물 기후동행카드를 3000원 주고 구매했는데 환불이 가능한지 ▲9월부터 약 한 달 동안 서울시 내 주요 지하철역 12개소(서울역, 잠실, 사당, 선릉, 여의도, 성수, 가산디지털단지, 건대입구, 시청, 연신내, 노원, 홍대입구)에서 사용을 완료한 기존 기후동행카드를 반납할 경우 새로 출시된 기후동행패스 카드로 무상 교환해 주는 행사, 또 이미 카드를 전환한 시민들을 위해서는 커피 또는 편의점 쿠폰 교환 행사를 준비하고 있다. -기후동행패스도 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등에서 이용 가능한지 ▲불가하다. 모두의카드(기후동행패스)는 거주지를 기반으로 하는 대중 교통비 환급 지원 사업으로 서울 시민만 적용 대상이 된다. 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등의 시민들은 해당 지역의 모두의카드 서비스인 '더경기패스'로 전환이 필요하다. -단기권의 이용 범위는 ▲향후 단기권의 이용 범위는 서울 지역과 인천국제공항 하차가 적용되며, 기존의 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등은 이용 가능 범위에서 제외된다. -기후동행카드 3만원 페이백 대책 신청은 언제까지 ▲지난 4~6월 고유가 대책의 일환으로 추진된 기후동행카드 30일권의 충전·만료 이용자 대상 3만원 페이백 신청은 오는 31일까지 티머니 카드&페이 누리집을 통해 신청 가능하다. -인터넷 사용이 어려운 고령자나 외국인이 페이백을 신청하려면 ▲65세 이상 어르신, 거주지 이전자, 외국인, 귀화·주민번호 변경자, 간편인증 수단 미소지자(만 14세 미만, 2G 휴대전화 이용자 등)를 대상으로는 우편·팩스·이메일을 통한 3만원 페이백 수기 신청도 받고 있다. 신청서 출력은 '티머니 카드&페이' 누리집 내 팝업 등을 통해 내려받을 수 있으며, 간단한 성명, 카드번호, 계좌번호, 거주지를 확인할 수 있는 초본(외국인의 경우 외국인사실증명서) 등을 첨부해 송부하면, 수기로 확인 후 페이백이 진행된다. kh99@newspim.com 2026-08-12 11:15
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李, 7대 첨단기술 직접 챙긴다 [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령은 12일 첨단산업 경쟁력과 과학 기술력이 국력의 제1 지표임을 강조하며 7대 첨단기술 육성을 위해 정부가 뒷받침하겠다고 약속했다. 이 대통령은 이날 오후 청와대 본관에서 열린 미래 성장 동력 '7대 시드(SEED)' 보고회를 주재했다. 이 대통령은 "인류 역사를 되돌아보면 언제나 한 발 앞서서 첨단 과학기술에 투자한 국가는 번영을 이뤘고 이를 소홀히 한 국가는 쇠퇴했다"고 다시 한 번 강조했다. 이날 보고회에서 논의한 7개 미래 성장동력 분야는 ▲소형모듈원전(SMR) ▲핵융합 ▲재생에너지 ▲양자 ▲우주·항공 ▲첨단바이오 ▲첨단 소재·부품 공급망이다.  [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 12일 청와대 본관에서 열린 '미래성장동력 7대 시드(SEED) 보고회'에서 발언하고 있다. [사진=KTV] 2026.08.12 ◆"반도체 절호의 기회 'AI시대', 다음 먹거리 준비"  이 대통령은 "글로벌 기술 경쟁의 파고 앞에서 첨단 산업 경쟁력과 과학 기술력이야말로 경제력이고 또 안보력"이라고 강조했다. 이 대통령은 "첨단기술의 공통적인 특징은 기술교체 주기가 무척 빠르다는 점, 개인과 국가 모두 변화를 놓치면 소외된다는 점"이라며 "얼마 전까지 위기론에 시달리던 반도체 산업이 구조적인 초호황을 맞이하고 있다"고 진단했다. 이 대통령은 "반도체 산업이 만들어 준 절호의 기회를 활용해 인공지능(AI) 시대, 그 다음 먹거리를 미리 준비해야 한다"고 강조했다. 이 대통령은 "오늘 함께 논의할 7가지 첨단 기술, '7대 시드 프로젝트'는 한국 경제의 차세대 성장 엔진인 동시에 국가의 핵심 전략자산이 될 것"이라며 "대한민국 대도약을 이끌어 낼 혁신 원동력이 될 것"이라고 역설했다. ◆"혁신 기업·과학 기술인, 정부가 확실히 뒷받침" 약속 특히 이 대통령은 "오늘 우리가 뿌린 첨단 기술의 씨앗들이 미래에는 거대한 나무로 자라나서 새로운 메가 프로젝트로 자라나게 될 것"이라며 "전 세계가 대한민국의 새로운 도전을 지켜보고 있다는 마음가짐으로 국가의 미래를 위해 총력을 다해 달라"고 당부했다.  이날 보고회에 참석한 과학인과 기술인, 기업인, 투자자들에게 이 대통령은 "대한민국이 반도체 강국을 넘어 첨단 과학 기술 강국이자 인재 강국으로 도약할 수 있도록 최선을 다해 달라"며 말했다. 이 대통령은 "혁신 기업들과 혁신 과학기술인들이 자유롭게 시장을 개척하고 담대하게 도전할 수 있도록 정부가 확실하게 뒷받침하겠다"고 거듭 약속했다. pcjay@newspim.com 2026-08-12 14:59
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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