일본산업뉴스요약

Next Tech 2030
게놈편집으로 약 낳는 닭 탄생
계란 안에 약 성분, 저가 양산 가능

유전자정보를 자유자재로 개변하는 게놈편집을 이용해 바이오 의약품을 저렴한 비용으로 만들 수 있는 연구가 추진되고 있다. 산업기술종합연구소의 오이시(大石) 첨단게놈디자인연구그룹리더 연구팀은 계란 내부에 대량의 약 성분을 만드는데 성공했다. 실험에서는 1개의 계란으로 3억엔 상당의 약 성분을 만드는데 성공했다. 바이오 의약품은 고가로 대상이 암이나 류마티스 등에 한정되어 있지만, 이번 성과로 헬스케어나 반려동물용 등 용도가 확대될 가능성이 있다. 2030년경에는 저렴한 바이오 의약품이 보급될 수 있을 것으로 보인다.

바이오 의약품은 유전자조작을 통해 만든 단백질 등의 의약품으로 암이나 류마티스 등에서 치료약들이 등장하고 있다. 치료 효과가 높고 고가인 것이 특징이다. 배양 설비 및 관리 비용이 비싸 저렴한 제조법이 요구되어왔다.

홋카이도 오타루(小樽) 시에 있는 코스모바이오와의 시험 시설. 총 약 230평방미터의 부지에는 게놈편집이 시행된 닭 약 100마리가 사육되고 있다. 계란의 일부를 약의 성분으로 바꾸는 방법을 이용. 7월부터는 코스모바이오가 단백질 수주 제조를 시작했다. 제약회사뿐만 아니라 화학 및 화장품 제조사 등의 수요를 상정하고 있다.

게놈편집을 이용하는 것은 계란의 유전자만을 조작할 수 있기 때문이다. 기존 유전자조작기술로는 닭의 다른 세포 유전자까지 바꿀 가능성이 있었다.

계란의 생산 비용은 1개 당 5~10엔. 중량의 약 60%를 차지하는 흰자에 있는 단백질은 4g. 연구팀은 이 중 10%를 게놈편집으로 만든 단백질로 바꾸려고 하고 있다.

연구팀은 수탉의 초기 배자 혈액에서 정자의 모체가 되는 ‘시원생식세포(Primordial Germ Cell)’를 추출. 게놈편집을 이용해 흰자 단백질의 일종인 ‘오브알부민(Ovalbumin)’을 만드는 유전자를 파괴하고 그 대신 암이나 간염 치료로 이용되고 있는 단백질 ‘인터페론 베타(Interferon β)’를 만드는 유전자를 집어넣었다.

이렇게 만든 세포를 다른 초기 배자에 이식해 탄생시킨 수탉은 정자에만 인터페론 베타를 만드는 유전자가 포함되어있고, 이 수탉과 일반 암탉의 교배로 태어난 닭에는 인터페론을 만드는 유전자가 남아있다. 연구팀은 다음 세대에도 유전자가 계승되는 것을 확인했다.

실험에서는 인터페론 베타가 30~60mg 함유된 달걀을 탄생시키는데 성공했다. 현재의 약 가격으로 6,000만~3억엔 분에 해당하는 양이다. 게놈편집 시행에서 양산까지 약 1년 반이 걸리지만, 수 천마리 단위의 대량 생산을 상정할 경우, 1g당 수백 엔의 생산비를 실현할 수 있을 것이라고 한다.

앞으로 양산 효과를 높이기 위한 개량 등도 시행, 인터페론 베타(IFN-β) 외에도 재생의료에 이용되는 단백질도 만들 계획이다. 원리 상, 다른 단백질 생산에도 이용될 수 있을 것으로 보여 다양한 바이오 의약 생산에 도입될 수 있을 것이라고 한다.

“지금까지의 바이오 의약품은 암이나 류마티스 등 비싸도 팔리는 약이 대부분이었다. 저렴해진다면 헬스케어나 반려동물용으로도 이용될 수 있을 것이다”(오이시 그룹리더). 약의 양산에는 제약회사의 지원이 꼭 필요하다. 협력 기업을 찾게 된다면 실용화와 보급이 조기에 실현될 수 있을 것으로 보인다.

-- 보급되는 바이오 의약 --
바이오 의약품은 1980년대에 등장한 당뇨병 치료약인 유전자조작기술로 배양한 대장균으로 만든 ‘휴먼인슐린’에서 시작되었다. 지금은 2018년의 세계 의약품 판매 상위 10개 제품 중 7개 품목이 바이오 의약품이다.

세계적으로 저렴한 제조법을 찾기 위한 연구는 활발하다. 한 미국 제약회사는 유전자조작이 시행된 염소의 젖을 통해 항응혈 효과가 있는 ‘안티트롬빈(Anti Thrombin)’을 만드는데 성공. 이를 기반으로 유전성질환인 ‘안티트롬빈 결핍증’’의 혈전 예방용 치료약을 개발해 2009년 미국 FDA의 승인을 받았다.

산업기술종합연구소는 딸기에 유전자조작을 시행해 개의 치주염을 경감하는 성분이 함유되도록 만들었다. 2013년에는 공동연구를 하고 있는 농약 제조사 오쿠산(홋카이도)이 동물용 의약품으로서 이 성분에 대한 제조 판매 승인을 받아 2014년에 제품화했다.

계란을 통해 양산한 치료약도 등장했다. 미국 제약회사, 알렉시온파마의 유전성질환 치료약 ‘카누마(Kanuma)’이다. 하지만 유전자조작기술의 경우 약효 성분을 함유하는 효율이 게놈편집기술에 비해 낮아 산업기술종합연구소의 신기술 효율은 “그 수십 배에서 백배 이상이 될 것이다”(오이시 그룹리더)라고 한다.

▶바이오 의약품 개발 역사
- 1982년: 세계 최초의 바이오 의약품인 당뇨병 치료약 ‘휴먼인슐린’ 발매
- 1990년대: 항체의약 등 다수의 바이오 의약품 개발
- 2009년: 미국 제약회사가 염소의 젖으로 성분을 만든 항응혈제 개발
- 2016년: 미국 제약회사가 계란으로 성분을 만든 의약품을 일본에서 판매
- 2030년경: 계란을 이용한 양산으로 저렴한 바이오 의약품 보급

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