일본산업뉴스요약

NextTech 2030
‘우주 공장’에서의 신약 개발 기대
무중력에서 물질을 합성∙가공

우주 공간에서 중력의 영향을 받지 않는 환경을 활용해 민간 기업이 비즈니스로서 물질의 합성 및 가공을 운영하는 ‘우주 공장’에 대한 구상이 현실화되고 있다. 가장 주목 받고 있는 것은 신약 개발로 이어지는 단백질 가공이다. 현재는 일본, 미국, 유럽 등 15개국이 참여하고 있는 국제우주스테이션(ISS)에서 과학 실험 등의 중간에 작업을 추진하고 있지만, 언젠간 민간이 ISS나 그것을 대신할 시설을 자유롭게 이용할 수 있는 시기가 올 것으로 기대되고 있다. 2030년 이후에는 지구와 가까운 우주 공간으로 기업이 진출할 가능성은 높다.

-- ISS 실험동에 유인 시스템, 민간 주도로 이용되는 시대 도래 --
‘우주공간 모델 제 1탄을 추진한다’. ISS의 실험동 운용에 참가하고 있는 유인우주시스템(도쿄)은 2020년부터 ISS의 유럽 실험동에 우주 공장을 설치할 방침이다.

우주 공장이라고 해도 현재는 10cm의 각진 모양의 장치에 불과하다. 고객으로부터 제공 받은 단백질이 주입된 미세한 관을 장치에 넣어 무인 운송기를 이용해 유럽 실험동으로 운반. 단백질을 따뜻하게 데워 깨끗한 수정으로 가공한 후, 장치 그대로 무인 운송기를 통해 지상으로 돌려 보낸다. 수정을 고객에 전달하면 작업은 완료된다.

아리가(有賀) 이사는 “ISS는 앞으로 민간 주도로 이용하게 되는 시대가 올 것이다. 우선은 신약 개발 및 질병 해명에 꼭 필요한 단백질 결정을 만드는 수요를 개척해나가겠다”라고 말한다.

-- 보다 깨끗한 결정으로 만들 수 있어 --
단백질 결정을 다루는 작업은 단백질 분석 서비스 회사 콘포칼사이언스(도쿄)가 지원한다. 다나카(田仲) 대표이사는 “우주 공간을 이용할 경우 지상에서 단백질을 만드는 것보다도 형태나 분자의 배열이 훨씬 깨끗하다”라고 말한다. 우주 공간은 지상에서의 설비와는 달리 중력의 영향을 받지 않아 보다 반듯하게 만들어지는 것이다.

가공 후 지구로 보내진 결정을 조사해보면 그 구조를 자세하게 알 수 있다. 질병의 단백질에 반응하는 화합물을 찾기 쉽고 부작용도 적어 효과가 큰 신약이 개발될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 우주항공연구개발기구(JAXA)도 일본의 실험동 ‘기보(きぼう)’에서 대학 및 기업들과 연구를 추진하고 있다.

이전에는 우주 공간에서의 결정 만들기에 대해 “지상에서도 가능하다”는 비판이 많았다. 하지만 지상에서 무중력 조건을 재현하거나 자장으로 깨끗한 결정을 만들려면 많은 비용이 든다는 것을 알게 되었다.

신약 개발이 점점 어려워지고 있는 가운데, 단백질 결정을 만들어 그 구조를 분석하기 위한 지상 설비에 2천만엔 이상의 자금을 투자한 사례도 있다고 한다. 인공지능과 컴퓨터의 발달로 결정 구조에 대한 상세한 데이터를 활용하기 쉬워졌다. AI를 이용해 단백질과 화합물의 상성을 보다 상세하게 찾아낼 수 있어 결정 구조에 대한 데이터는 많을수록 좋다.

한편, 우주비행사가 체류하는 ISS에는 물자 수송을 위한 정기 우주선이 취항한다. 이 정기 우주선에 합승한다면 우주 공간을 이용한다고 해도 채산은 맞을 것으로 보인다.

-- 12월에 성능 검증 --
유인우주시스템은 유럽우주기관(ESA)와 연대하고 있는 벨기에 기업과 계약해 유럽 실험동의 공간을 확보했다. 올 12월에 장치를 ISS에 보낼 예정이다. 사업화 후에는 국내외 제약회사 등으로부터 단백질을 수거해 결정으로 만들어 양도한다.

ISS는 각국이 비용을 부담하는 현재의 운용 체제 기한이 2024년에 만기된다. 미국을 중심으로 상업적으로 이용하려는 움직임이 나오고 있는 가운데 일본도 ‘기보’의 일부를 일본 기업에게 개방하기 시작했다. 일본 기업이 해외의 실험동에 진출한 것은 ISS의 이용이 정부에서 민간으로 전환되고 있다는 것을 상징하고 있다.

2월 중순에 열린 심포지엄에서 NASA의 담당자는 “NASA는 우주스테이션이 있는 400km 상공보다도 더 먼 우주로 나아가고 싶다. 하지만 예산에는 한계가 있다”라고 말해 앞으로 ISS는 민간 이용이 중심이 될 것이라는 견해를 밝혔다.

NASA는 ISS로의 수송 업무의 민간 참여도 촉구하고 있어 우주를 왕래하는 수단이 갑자기 끊기는 일은 없을 것으로 보인다.

우주도 하나의 선택지가 될 수도
필요성 판단이 중요

우주 공간의 환경을 신약 개발에 이용한다는 발상은 이제 더 이상 특별한 것은 아니다. 최근에는 “우주에서만 가능한 것이라면 도전해보겠다”라며 진지하게 고려하는 기업들도 늘어나고 있다. 신약 개발의 어려움을 고려할 때 채산이 맞는다는 판단한 것이다.

2월 중순에 열린 ‘기보’ 이용에 관한 심포지엄은 우주 공간을 신약 개발에 응용하려는 움직임에 대해 호의적인 의견이 많이 나오는 등 기대감으로 가득 찬 내용이었다.

JAXA와 연대해 ‘기보’를 이용하는 팹티드림(PeptiDream)은 우주에 가는 것에 위화감은 없다고 밝히며 “신약으로 이어지는 단백질의 결정 구조 분석은 비용 대비 효과에서도 경쟁력이 있다”라고 한다. 신약 개발 벤처기업 인터프로테인(오사카)도 “기보로의 우주선 발사 빈도가 연 4회라도 매력적인 조건이다”라고 한다.

우주를 당연하게 이용하는 시대가 점점 현실화되고 있는 가운데, 우주 이용이 정말로 필요한지를 판단하는 전략도 중요해질 것이다. 우주 공간에서 지상에서는 얻지 못하는 데이터를 얻게 된다고 해도 그 데이터를 실제 신약 개발로 연결시키는 기술이 없다면 아무 소용이 없다. 데이터가 늘어나면 그것을 활용하는 지혜도 요구될 것이다.

▶ 국제우주스테이션(ISS)를 둘러싼 동향 및 앞으로의 전망
1998년: ISS 건설 개시
2000년: 우주비행사 체류 개시
2009년: 일본 실험동 ‘기보’ 완성
2019년: 미국 민간 유인 우주선 비행
2024년: ISS의 운용 기한 만기
2025년: ISS의 ‘민영화’
2030년: 민간 우주스테이션 등장

 -- 끝 --