“지금 게놈(유전체) 시장은 마치 1970년대 후반 애플 컴퓨터가 나오는 시기와도 같습니다. 인터넷과 PC의 발전이 글로벌 시장의 지형과 개인의 삶에까지 큰 변화를 일으켰듯 곧 게놈 산업에서도 빅뱅이 일어날 것입니다.”
희귀질환 유전자 진단 서비스를 내걸고 글로벌 시장 진출에 나선 스타트업 쓰리빌리언의 금창원 대표는 유전자 사업 현 주소를 이렇게 비유했다.
1976년 애플의 개인용 컴퓨터(PC)가 등장한 후 컴퓨터 제조 업체들이 쏟아졌고 구글, 페이스북, 유튜브 등 다양한 신생 기업과 각종 소프트웨어 기업이 연쇄적으로 출현했다.
실제로 2003년 30억쌍의 단백질로 이뤄진 DNA를 해독하는 ‘인간 게놈 지도’가 완성된지 10년 이상이 흐르면서 전 세계 곳곳에서 유전자 분석 기술과 장비들을 개발하는 기업들이 출현하고 있다. 여기에다 ‘크리스퍼 유전자가위’ 등 획기적인 유전자 기술까지 등장해 잠재 시장 규모는 더욱 커지고 있다.
유전정보를 다음 세대에 전달하는 DNA는 키가 얼마나 자라고 체중이 얼마나 될지, 어떤 질병에 걸릴지 등 생명체의 모든 현상을 내다보는 열쇠다. 사람의 세포 속에 있는 23쌍의 염색체는 DNA 가닥이 이중나선 구조로 촘촘하게 뭉쳐 있다.
DNA는 인산이나 당을 포함해 A(아데닌), T(티민), G(구아닌), C(시토신) 등 4종류의 염기 배열에 의해 유전 정보가 저장된다. 이 유전자의 염기서열 전체를 분석하는 것을 게놈 분석이라고 한다. 한 사람의 게놈은 보통 30억쌍의 염기로 이뤄져 있다.
이제 DNA는 더 이상 실험실의 전유물이 아니다. 게놈 분석을 통한 개인 맞춤형 정밀의학 구현, 유전자가위를 이용한 질병 치료·작물 유전체 편집 등 의료·제약·식품 등 다양한 분야로 비즈니스 폭을 넓히고 있다.
DNA는 생명체와 관련한 여러 현상을 규명한다. 유전체를 해독하면 암과 같은 질병에 걸릴 확률, 고래가 포유류로 바다생물이 된 이유, 극지방 생명체가 저온에 강한 이유 등 무수한 정보를 얻어낼 수 있다. 게놈 분석으로 질환을 일으키는 단백질을 규명하거나, 질병 치료제나 백신 등도 개발할 수 있다.
유전자 돌연변이를 조작해 유전 질환을 예방하려는 연구도 이뤄지고 있다. 최근 영국 임페리얼 칼리지 런던의 막달레나 사스트레 교수 연구팀은 유전자 주입 방법으로 초기 알츠하이머 쥐를 치료하는데 성공했다. 알츠하이머 치매의 주요 원인으로 알려진 뇌세포 독성 ‘단백질 베타 아밀로이드 플라크(노인반)’을 차단하는 유전자인 ‘PGC1-알파’를 초기 치매 쥐의 뇌에 직접 주입하는 방법으로 치매 진행을 멈추게 한 것이다. 아직 치료제가 없는 알츠하이머 질환에 대해 새로운 치료 가능성을 제시한 것이다.
DNA 염기서열 구조가 밝혀지고 인간게놈 프로젝트가 완성되면서 유전체 분석이 산업화의 길에 들어섰다. 생명공학정책연구센터에 따르면 글로벌 게놈 시장 규모는 2018년 200억달러로 성장할 것으로 전망된다.
유전체를 해독하는 시퀀싱 기술과 장비의 지속적인 발전은 게놈 분석 비용을 획기적으로 줄였다. 1990년 30억달러에 달하던 개인 유전체 해독 비용은 2010년 6000달러로 급감했다. 이후 3세대 기술로 발전하면서 2014년부터는 1000달러 이하 수준에 도달했다.
앞으로 100달러에 개인의 유전자 지도를 가질 수 있는 시대가 올 것으로 보인다.
유전체 분석 기술의 발전은 의료·제약 분야의 혁신을 가져올 것으로 예상된다. 환자의 유전체를 분석해 개개인의 유전자변이에 따른 맞춤형 치료가 가능해지고 새 치료제도 등장할 것이라는 전망이다.
최근에는 환자의 혈액이나 소변 등 액체시료에서 유전자 정보를 파악해 암을 조기에 진단할 수 있는 시장도 생기기 시작했다. 그동안 바늘과 내시경 등을 이용해 인체 조직에 침습하는 ‘조직생검’ 방식으로 암을 진단해왔다면, 앞으로는 찌르거나 절개하는 시술 없이 피나 오줌을 통해 암의 유전자변이를 검사하는 ‘액체생검’이 가능해진다는 얘기다.
지난해 6월 로슈진단 액체생검 암 진단키트가 세계 최초로 미국 식품의약국(FDA)에서 허가를 받았다.
코오롱생명과학은 작년 말 유전자 치료제 ‘인보사’를 일본 제약사에 5000억원 규모의 기술 수출 계약을 하는 쾌거를 이뤄냈다.
세계 최초의 퇴행성 관절염 유전자 치료제 ‘인보사’는 정상 연골세포와 유전자 형질 전환 연골세포를 혼합해 주입한다. 인보사는 연간 10억달러 이상의 매출이 가능한 블록버스터급 신약으로 성장할 것으로 평가받는다.
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