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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.)

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누리호, 5차 발사 성공...군집위성 5기 궤도 안착 [세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국형 발사체 누리호가 5차 비행을 마치고 위성 15기를 모두 성공적으로 사출했다. 같은 임무를 수행하는 초소형군집위성(네온샛) 5기를 한 번의 발사로 순차 투입하며 국내 첫 군집위성 발사를 해냈다. 우주항공청과 한국항공우주연구원에 따르면 누리호는 7일 낮 12시25분 전남 고흥 나로우주센터 제2발사대에서 이륙해 낮 12시45분 비행을 마쳤다. 우주청은 초소형군집위성 5기와 큐브위성 10기가 성공적으로 사출됐다고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 누리호가 7일 전남 나로우주센터 제2발사대에서 우주를 향해 날아 오르고 있다. [사진=한국항공우주연구원] 2026.10.07 photo@newspim.com 누리호는 이륙 뒤 1단과 페어링, 2단을 차례로 분리하고 3단 엔진으로 고도 약 575km에 올랐다. 이어 네온샛 2호를 시작으로 5기를 35~40초 간격으로 서로 다른 방향으로 내보냈고, 부탑재위성인 큐브위성 10기를 10초 간격으로 2기씩 사출했다. 오태석 우주항공청장은 이날 오후 1시께 나로우주센터 임무지휘센터(MDC)에서 "오늘 누리호는 예정된 발사 시각 12시 25분에 정상적으로 발사되었으며, 이는 그간 발사 이력상 최초로 예정 시간에 발사가 이루어진 사례"라고 말했다. 오 청장은 현재까지 확인된 비행 정보와 영상을 종합하면 누리호가 예정된 비행 절차에 따라 목표 궤도에 도달한 것으로 확인되고 있으며, 초소형군집위성 5기도 계획된 순서에 따라 모두 분리된 것으로 확인되고 있다고 설명했다. 그는 "현재까지 확인된 위성 분리 과정과 비행 상황을 종합하면 위성 분리는 당초 계획에 따라 정상적으로 수행된 것으로 추정된다"고 말했다. 오 청장은 이번 발사의 가장 중요한 임무가 군집위성 5기를 우주공간에서 안전하게 분리하는 것이었다며, 이를 위해 발사체 3단이 설정된 각도와 시간 간격에 따라 자세를 바꿔가며 위성을 순차적으로 분리하는 새로운 기동 방식을 적용했다고 밝혔다. 항우연은 나로우주센터와 제주추적소, 필리핀 동쪽의 팔라우추적소에서 받은 발사체의 작동 상태와 위치·속도·자세 정보를 바탕으로 누리호가 목표 궤도에 정확히 도달했는지, 각 위성이 계획된 시점과 조건에 따라 정상적으로 분리됐는지를 정밀 분석하고 있다. 임무를 마친 누리호 3단은 분리된 위성과의 충돌과 궤도상 자발적 폭발을 막기 위해 남은 산화제와 헬륨 등 잔여가스를 배출하는 후속 조치도 마쳤다. ◆ 국내 첫 군집위성 발사…위성 5기 '다방향' 분리 이번 발사는 같은 임무를 수행하는 위성 여러 기를 한 번의 발사로 순차 투입한 국내 첫 군집위성 발사다. 누리호 상단은 위성끼리 부딪히지 않도록 자세를 제어하며 네온샛을 서로 다른 방향으로 내보냈다. 우주청에 따르면 2호와 3호, 5호와 6호 사이에는 60도, 3호와 4호, 4호와 5호 사이에는 30도씩 기울기를 바꿔가며 분리하도록 설계됐다. 큐브위성까지 모두 분리한 뒤에는 누리호 상단과 위성 간 충돌을 막기 위한 회피 기동을 수행한다. 누리호 5호기 3단에 장착이 완료된 초소형군집위성(네온샛) 2~6호 5기. [사진=우주항공청] 여러 위성을 연달아 내보내기 위해 탑재부 설계도 바꿨다. 기존 누리호의 소형 위성분리장치를 바탕으로 일체형 클램프 밴드 방식의 저충격 위성분리장치를 새로 개발해 처음 적용했고, 큐브위성을 싣기 위한 하부링도 새로 달았다. 위성부 무게는 네온샛 5기 약 500kg, 큐브위성 10기 약 96kg, 위성사출장치와 어댑터 약 475kg을 합쳐 약 1071kg이다. 차세대중형위성 3호를 실었던 4차 발사(약 960kg)보다 무거워졌다. 목표 고도는 4차 600km에서 이번에 570km로 낮아졌다. 네온샛은 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구소가 개발을 총괄한 100kg 미만 초소형 지구관측위성이다. 항우연이 지상·검보정·활용 시스템을, 쎄트렉아이가 위성 본체와 탑재체를 함께 개발했다. 흑백 1m급·컬러 4m급 해상도의 전자광학카메라로 촬영한 영상은 국가안보와 산불·홍수 등 재난·재해 대응에 쓰인다. 이번에 올린 5기는 1차 양산기다. 2027년 6차 발사에서 2차 양산기 5기(7~11호)가 더해지면 10기가 두 개의 궤도면에서 군집을 이룬다. 군집이 갖춰지면 한반도를 하루 3회 이상 촬영하고 같은 지점을 24시간 안에 다시 촬영할 수 있다. 10기를 운영하면 하루 약 70만㎢의 영상을 얻을 수 있다. 과학커뮤니케이터인 강성주 전 한국천문연구원 선임연구원은 한국과학기술미디어센터에 "이제 누리호의 성공 기준도 단순히 끝까지 비행에 성공해 위성을 궤도에 올려놓을 수 있는가에서, 실제 배치나 요구 조건이 더 까다로워진 위성 임무를 얼마나 정확하게 수행했는가로 넓어지고 있다고 본다"고 말했다. ◆ 민간 인력이 콘솔 잡았다…한화에어로 42명 투입 체계종합기업 한화에어로스페이스의 역할도 커졌다. 누리호 1~3호기는 항우연이 제작을 주관했지만, 4호기부터는 한화에어로스페이스가 제작을 주관하고 있다. 이번 5호기도 한화에어로스페이스가 제작을 총괄 주관했다. 발사운용 참여 범위도 넓어졌다. 이번 발사에서 한화에어로스페이스는 발사통제센터(LCC) 콘솔 22개 중 20개에 23명이 참여해 18명이 콘솔을 직접 운용했다. 임무지휘센터(MDC) 6명, 발사대(LP) 10명, 발사체 이송 안전 3명을 더하면 모두 42명이다. 4차 발사 때는 콘솔 조작을 항우연이 맡았고 한화에어로스페이스는 참여에 그쳤다. 이번에는 상당수 콘솔을 한화에어로스페이스 인력이 조작하고 항우연은 관리·감독을 맡았다. 발사운용 주관은 1~4차와 마찬가지로 항우연이 맡았다. 민간의 역할은 6차부터 더 커진다. 누리호 6호기부터는 한화에어로스페이스 단조립 공장에서 단 조립을 마친 뒤 바닷길로 나로우주센터에 옮겨 전체 조립을 한다. 6차 발사에서는 기술이전 대상인 발사통제센터 콘솔 거의 전부를 한화에어로스페이스가 운영할 예정이다. 한화에어로스페이스는 4~7차 발사운용에 참여하며, 고도화사업이 끝난 뒤 누리호 후속 발사를 민간 주도로 이어가기 위한 기술을 익히고 있다. ◆ 1차 실패 딛고 2~4차 성공…5차 위성 15기 사출 누리호는 2021년 10월 1차 발사에서 1.5톤급 위성모사체를 궤도에 올리지 못했다. 이듬해 6월 2차 발사에서는 성능검증위성과 1.3톤급 위성모사체를 궤도에 올리며 개발에 성공했다. 2023년 5월 3차 발사에서는 차세대소형위성 2호와 큐브위성 7기를, 2025년 11월 4차 발사에서는 차세대중형위성 3호와 큐브위성 12기를 실어 날랐다. 3차 발사부터는 반복 발사로 신뢰성을 높이고 기술을 민간에 이전하는 한국형발사체 고도화사업(2022~2028년, 사업비 7968억8000만원)으로 진행되고 있다. 2027년 6차 발사에는 네온샛 7~11호가, 2028년 7차 발사에는 차세대중형위성 5호가 주탑재위성으로 실릴 예정이다. 위성이 궤도에서 제대로 작동하는지는 지상국 교신으로 확인한다. 네온샛은 초기 운영 기간 대전 항우연 지상국이 주관제소를 맡고, 노르웨이 스발바르 지상국이 위성당 100회가량 관제를 지원한다. 남극 세종기지 지상국도 초기 운영에 활용된다. 정상 운영에 들어가면 제주 국가위성운영센터가 주관제소가 된다. 구체적인 비행 결과와 위성의 궤도 투입 결과는 정밀 분석이 끝나는 오후 2시께 프레스센터 상세 브리핑에서 발표된다. 네온샛 초기 교신 결과는 오후 4시30분께 공개할 예정이다. 큐브위성 10기의 교신 종합 결과는 13일께 발표한다. biggerthanseoul@newspim.com 2026-10-07 13:48
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새 주인 찾는 홈플러스, 희망퇴직 카드 꺼냈다 [서울=뉴스핌] 남라다 기자 = 홈플러스가 경영 정상화를 위한 인력 구조조정에 나섰다.  7일 유통업계에 따르면 홈플러스는 이날 마트노조 홈플러스지부와 홈플러스 일반노조에 희망퇴직 시행 관련 공문을 발송했다. 신청 기간은 이날부터 오는 22일까지다. 퇴직일은 이달 31일이며, 회사는 퇴직금을 다음달 14일까지 지급하겠다고 밝혔다. 홈플러스. [사진 = 뉴스핌DB] 홈플러스는 앞서 지난달 15일 각 노조와 만나 경영 상황을 설명하고 정상화 방안의 하나로 희망퇴직을 언급했다. 이번 희망퇴직은 매출 부진과 대형마트 사업 매각의 어려움이 이어지는 가운데 추진됐다. 홈플러스는 최근 매출이 당초 예상에 미치지 못하고, 대형마트 부문 매각 의향자 확보에도 난항을 겪는 것으로 알려졌다. 홈플러스 관계자는 "회생계획안 인가 이후 경영 정상화에 힘쓰고 있으며, 구조혁신을 통해 전반적인 영업환경을 안정시키는 데 집중하겠다"고 말했다.  nrd@newspim.com 2026-10-07 13:39
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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.
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