환경, 해양생명공학 및 생물자원

소개글

환경, 해양생명공학 및 생물자원에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 환경생명공학 1
1-1. 서론 1
1) 환경생명공학의 정의 1
2) 환경생명공학 기술개발의 필요성 1
1-2. 연구개발현황 1
1) 국제 동향 1
2) 국내 현황 2
1-3. 발전방향 3

2. 해양생명공학 4
2-1. 개요 4
2-2. 해외 동향 4
1) 미국 4
2) 일본 5
3) 중국 7
4) 유럽국가 8
2-3. 국내 현황 8
2-4. 발전전망 8

3. 제조 및 생물공정 10
3-1. 개요 10
3-2. 해외 동향 10
3-3. 국내 현황 11
3-4. 전망 12

4. 생물자원 14
4-1. 생물자원의 개요 14
4-2. 해외연구동향 14
1) 미생물분야 14
2) 식물분야 15
3) 동물분야 16
4) 생물다양성분야 17
4-3. 국내 연구 현황 17
4-4. 생물자원의 발전과제 18

본문내용

또는 생체촉매를 이용한 새로운 원료물질 생산기술은 꾸준히 개발되고 있는 추세이다. 특히 최근에는 세계적인 추세에 맞춰 국내에서도 생물공정기술의 범위가 그동안의 공학적 공정개념을 넘어 생산공정에 적합한 균주개발 분야까지 확대되고 있다. 즉, 유전체학과 시스템 생명공학, 대사공학, 바이오 나노기술 및 인실리코(in silico) 기술을 종합적으로 생물공정기술개발에 접목한 분자생물공정기술로 전환되고 있는 추세이다.
일례로 한국과학기술원에서 개발한 대사경로분석 및 예측 프로그램 개발과 이를 활용한 숙신산(succinic acid) 생산 최적화 기술개발이 좋은 예이다.
3-4. 전망
세포배양 및 분리정제로 이어지는 down stream 공정에 중점을 두었던 생물공정기술은 유전체학(genomics), 단백질체학(proteomics), 대사체학(metabolomics)로 대표되는 포스트게놈(post-genome) 시대의 도래와 함께 앞으로는 시스템 생명공학과 나노생명공학과 같은 엔지니어링을 기반으로 한 새로운 분야와 융합하여 새로운 영역으로 확대되어 나갈 것이다. 즉, 기존의 upstream/downstream 기술경계가 희미해지면서 세포의 대사흐름과 목적 산물의 생산을 동시에 고려하는 한 단계 더 진화된 고효율 생물공정기술로 발전되어 가고 있다.
그동안 미생물 및 동물세포 배양공정에 치중되어 있던 공정기술은 앞으로 식물 또는 동물 자체를 생체반응기로 사용하는 기술개발이 확대될 것이며 이들 생체로부터 목적산물을 대량으로 분리정제하기 위한 공정기술개발이 뒤따를 것이다. 또한 줄기세포를 이용한 치료기술이 발전함에 따라 산업적으로 줄기세포를 배양하기 위한 생물배양기 및 배양공정기술 개발이 각광을 받을 것으로 예상되고, 이와 관련된 새로운 분리정제기술도 개발되어야 할 것이다.
특히 최근의 유가상승은 생물전환공정기술을 활용한 대체에너지 및 석유화학 대체 원료 생산기술개발을 촉진할 것이다. DNA 셔플링(shuffling)과 같은 방향성 진화(directed evolution) 기술을 통한 초고속 단백질 개량 기술은 기존의 화학공정을 효소공정으로 대체할 수 있도록 효소의 물리화학적 안정성 문제와 활성도 문제를 해결할 수 있는 길을 열어 놓았으며, 이로 인하여 생물자원을 원료로 사용한 석유화학공업 대체 생물공정기술개발이 활성화 될 것이다. 이와 같은 관점에서 바이오매스의 주성분인 섬유소, 전분, 헤미셀룰로오스 등을 육탄당(glucose) 또는 오탄당(xylose)으로 전환하기 위한 생물전환공정 기술과 이들 발효성 당을 탄소원으로 사용하여 화학공업에 기반이 되는 platform 물질들, 예를 들어 젖산(lactic acid), 숙신산, 3-hydroxypropionic acid, 1,3-propanediol 등의 생물학적 생산을 위한 생물공정기술개발의 중요성이 증대되고 있다. 즉, 바이오매스로부터 이들 핵심물질들을 생산하여 화학공업에서 중요한 위치를 차지하고 있는 중간원료물질들을 생산하기 위해서다. 이는 앞으로 전개될 새로운 생물화학공업의 주도권을 누가 쥘 것인가를 좌우할 수 있는 중요한 분야가 될 것이다.
4. 생물자원
4-1. 생물자원의 개요
21세기 핵심 산업으로 주목받고 있는 생명공학은 생물이 갖는 신비한 생명현상을 규명하고 다양한 생물자원의 유용한 기능 및 특성을 발견하여 인류에 유익하도록 생물자원(biological resources)을 이용하는 것이라고 정의할 수 있다. 그 속에는 유전자공학기술을 활용하여 인위적으로 변화시키거나 만들어낸 새로운 생물자원을 이용하는 기술도 포함된다. 이와 같이 생명공학연구의 재료이자 기반이 되는 생물자원은 지구를 구성하는 토양, 해양 및 수상 생태계에 존재하는 살아있는 동물, 식물, 곤충, 어류, 미생물 등을 모두 포함한다. 생물자원이 인류에게 주는 혜택은 식량, 가축생산, 해충의 생물학적 방제, 식물수분, 약물, 기타 자연 산물과 더불어 휴식처 제공, 지구온난화의 주범인 이산화탄소의 감소와 유기폐기물 처리에 의한 환경정화, 생물학적 질소고정 등이 있다. 또한 생물자원은 생물의약, 생물화학, 기능성식품, 생물농업, 생물환경 등 다양한 생물산업군에서 활용되고 있다.
현재 지구상에 존재하는 생물종의 개수는 3백만 정도인데 그 중 175만 개 종류만이 이름을 가지고 있다. 그러나 각종 개발 및 환경오염 등으로 인한 자연서식지 파괴에 따라 매년 25,000～50,000종의 생물이 멸종되어가고 있다. OECD는 이와 같이 중요한 가치를 지니는 생물자원의 적절한 관리와 국가간 교환이 향후 생명공학 발전과 지속적인 개발을 위한 역량 축적에 필수적이라고 인식하고, 세계 각국의 주요 균주은행을 중심으로 생물자원센터의 설립을 권고하여 생물자원의 현지외 보존을 담당하게 하였다. 이에 따라 생물자원센터는 배양 유기체(미생물, 식물, 동물, 인간세포)와 유기체의 복제가능 부분(게놈, 플라스미드, 바이러스, DNA) 및 배양 가능하지만 아직 배양되지 않은 유기체, 세포, 조직은 물론 이와 관련된 분자, 생리, 구조적 정보 소장하며, 현지외 보존이 불가능한 생물자원의 경우 생물다양성협약을 통한 생물자원의 현지내 보존, 현황파악 및 DB구축을 통한 관리를 추진하고 있다.
4-2. 해외연구동향
1) 미생물분야
생물자원 확보 및 관리와 관련한 국제기구로는 OECD 산하 생명공학작업반이 활동 중에 있으며 2004년 12월에 열린 제17차 생명공학작업반 회의에서는, 향후 추진할 과제로 생물자원센터의 확대를 포함하여 4개의 분야가 집중 토론되었다.
생물자원센터의 확대는 글로벌 생물자원센터 네트워크 구축 (GBRCN) 및 운영 기준마련에 중점을 두고 추진되고 있으며, 1999년부터 생명공학작업반 산하에 생물자원센터 태스크포스를 구성해 생물자원 접근과 활용을 통해 과학과 경제 발전을 달성하기 위한 국제협력을 추진하며 향후 미생물, 인간, 식물, 동물 외에 유전체(genomics) 분야를 포함하기로 논의하였다.
세계균주보존연맹(World Federation for Culture Collection, WFCC)은 균주은행 설립을 촉진하며, 균주은행과 사용자간의 정보네트워크를 구축하는 한편 워크

키워드

환경 생명공학,   해양생명공학,   생명공학종류,   생명공학기술