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세계적 미래학자·석학들···"코로나 後 바이오, 한국 선두"

3회 KAIST GSI-2020 국제포럼, 의료 혁신 주제로 석학들 한자리
IT 기술, 이젠 필수···"노화 잡으면 대부분 질환 대응 가능해"
9일 제3회 GSI-2020 국제포럼이 열렸다. 사진은 (첫 줄 왼쪽부터 오른쪽으로)데이비드 레즈닉(David B. Resnik) 미 국립보건원 생명윤리위원회 위원장, 이진형(Jin Hyung Lee) 스탠퍼드대 신경과·바이오공학과 교수, 김광수 하버드 의과대 신경과학교수, 베라 고부노바(Vera Gorbunova) 로체스터대 교수, 이정호(Jeong Ho Lee), KAIST 의과학대학원 교수, 수잔 투시(Susan Tousi) 일루미나 수석 부사장. <사진=KAIST>9일 제3회 GSI-2020 국제포럼이 열렸다. 사진은 (첫 줄 왼쪽부터 오른쪽으로)데이비드 레즈닉(David B. Resnik) 미 국립보건원 생명윤리위원회 위원장, 이진형(Jin Hyung Lee) 스탠퍼드대 신경과·바이오공학과 교수, 김광수 하버드 의과대 신경과학교수, 베라 고부노바(Vera Gorbunova) 로체스터대 교수, 이정호(Jeong Ho Lee), KAIST 의과학대학원 교수, 수잔 투시(Susan Tousi) 일루미나 수석 부사장. <사진=KAIST>

"슈퍼 휴먼 시대가 머지않았다. 모든 신기술이 그렇지만 우린 모두 출발선에 있다. 그중 한국은 선두 차지할 수 있는 지점에 있다." (토마스 프레이(Thomas Frey) 다빈치연구소장)

코로나 이후 바이오 기술로 수명연장이 주목된 가운데 한국이 선두를 차지할 수 있다는 예측이 나왔다. 코로나바이러스 감염증(코로나19) 대응을 선도하고 진단기업들의 활약으로 한국의 바이오기술이 글로벌 무대에서도 경쟁력을 가질 수 있는 것으로 해석된다. 

바이오계 세계 석학들과 미래학자들은 바이오 기술의 궁극 목표로 인류의 '수명 연장'을 꼽았다. IT(정보통신) 기반 유전자 편집, 염기서열·뇌 분석 등 차세대 기술들이 포스트 코로나 시대 돌파구라고 한목소리로 말했다.  

첨단 의료기술이 발달한 가운데 인류는 여전히 노화에 의한 질환, 뇌질환, 희귀질환 등에서 자유롭지 못하다. 인류는 건강한 미래를 맞이할 수 있을까. 9일 '의료·바이오 공학의 혁신 전략' 주제로 열린 KAIST 'GSI-2020 국제포럼'에선 바이오계 석학들과 미래를 엿보는 시간이 마련됐다. 

석학들은 장수 동물부터 파킨슨병, 뇌 복원, 체세포 변이 등 연구 현황을 공유하며 기술 발전에 따른 인류의 건강한 고령화을 예측했다. 과학자로서의 윤리 의식도 되짚었다. 

◆ 인구 고령화·출산율 감소, 인류는 지속할 수 있을까
 
빅터 자우(Victor J. Dzau) 미국의학한림원 회장에 따르면 현재 65세 이상 인구는 기하급수적으로 증가하고 있다. 2050년엔 세계 인구의 20%가 65세 이상인 동시에 출산율 감소로 인구 6% 미만만 5세 이하 아동이 된다. 인류 고령화는 결국 만성질환, 비만, 고혈압 등 각종 질병 발생으로 이어진다.

해결 대안으로 빅터 자우 회장은 유전체 변질, 재생학, 면역요법과 같은 차세대 의학에 IT(정보통신) 기술을 더한 과학융합을 꼽았다. 기술 융합으로 노령에 의한 질병 발생을 줄이고 기대수명을 건강하게 늘리는 방향을 찾을 수 있다는 의미다.

빅터 자우 회장은 "인구 고령화는 산업, 경제 등 사회 전반에 영향을 미친다"며 "노화를 지연시킴으로써 우리는 대부분의 질병을 예방할 수 있을 것이고, 나아가 전체 연령에 적용한다면 인류 미래는 보다 밝을 것"이라고 강조했다. 

장수 동물 연구를 활용한 인류의 노화방지 치료제도 기대된다. 베라 고부노바(Vera Gorbunova) 로체스터대 교수에 의하면 벌거숭이 두더지의 경우 노화의 모든 요소에서 저항성을 갖고 있다. 박쥐는 바이러스 저항력과 면역 기능을 동시에 지니고 있다.

그는 "박쥐의 염증 억제 기능이 자가면역질환, 노화 방지 등의 치료제로 사용될 수 있을 것"이라며 현재 억제제가 개발되고 있음을 소개했다.

조지 맥도날드 처치(George McDonald Church) 하버드 의과대 유전학 교수에 의하면 현재 유전자 요법들의 비용이 낮아지며 인류를 위협하는 희귀 유전병, 전염병 등을 예방 할 것으로 기대된다. 기계학습과 데이터 라이브러리를 통해 연구개발 비용이 분산 될 전망이다. 또 코로나바이러스 대응을 위한 백신도 예방적 요법으로 적용 중이다.

그는 "감염병 예방과 치료가 중요한데 현재보다 1000배정도 낮은 비용으로 해야한다. 우리는 실시간 휴대폰으로 가능할 것이라고 생각한다"면서 "딥러닝과 인공지능을 활용하고 있다. 노화 관련 질병 중 하나라도 대응할 수 있게 된다면 인류는 강력한 무기를 만든 것"이라 말했다.

◆ '알고리즘·코딩'으로 뇌 복원한다 

이진형(Jin Hyung Lee) 스탠퍼드대 신경과·바이오공학과 교수가 신경질환(치매 등)  생명공학과 기술사업화에 대해 연설하고 있다. <사진=KAIST>이진형(Jin Hyung Lee) 스탠퍼드대 신경과·바이오공학과 교수가 신경질환(치매 등) 생명공학과 기술사업화에 대해 연설하고 있다. <사진=KAIST>

아직까지 뇌 질환 치료제는 0에 가깝고 병원에서 진행하는 MRI, 피검사도 직접적으로 뇌 질환과 깊은 관련은 없다. 이진형 스탠퍼드대 신경과·바이오공학과 교수에 의하면 50년 뒤 알츠하이머는 조 단위의 치료비용이 필요하다.

'휴대폰 수리하듯 뇌 질환을 고칠 순 없을까'. 이 교수는 이런 의문에서 인공지능(AI) 기술을 떠올렸다. 공학자로서 뇌를 하나의 회로라 생각하고 연구에 임한 것이다. 

그는 뇌 기능에 다가설 수 있는 알고리즘이 필요하다는 판단하에 특정 행동을 제어하는 뇌의 회로를 모델링한 뒤 코드를 분석했다. 그렇게 그는 뇌와 알고리즘 등을 코딩과 연결해 디브레인(전자 회계 관리 시스템)으로 정의, 뇌 회로 복원 기술을 개발했다. 

이진형 교수는 "뇌 질환을 치료하고 건강을 유지하는 것은 뇌 기능을 그대로 보존하는 것으로, 뇌 기능을 규명할 수 있다면 그다음 단계에서 이를 복원하는 것이 가능해질 것으로 기대한다"고 밝혔다.

파킨슨병은 3대 만성 퇴행성 질환이다. 매년 11만명이 파킨슨병으로 사망한다. 김광수 하버드 의과대 신경과학 교수는 최근 파킨슨병 환자의 줄기세포로 임상 치료에 성공한 바있다.

환자 자신의 세포를 이용해 난치병을 치료할 수 있을 것인가라는 물음은 바이오 분야의 끝없는 고민이다. 김 교수는 "자가 세포를 통한 개인맞춤형 치료 장래가 유망하나, 더욱더 많은 후속연구가 필요할 것"이라고 전망했다. 

◆ "슈퍼 휴먼 시대" 미래학자가 말하는 바이오 기술

토마스 프레이(Thomas Frey) 다빈치연구소 소장이 '헬스케어기술의 미래와 포스트 휴먼'에 대해 기조 연설하고 있다. <사진=이유진 기자>토마스 프레이(Thomas Frey) 다빈치연구소 소장이 '헬스케어기술의 미래와 포스트 휴먼'에 대해 기조 연설하고 있다. <사진=이유진 기자>

저명한 미래학자 토마스 프레이(Thomas Frey)는 코로나 이후 시대에 관해 다양한 각도로 분석했다. 2차 세계대전보다 더 큰 경제적 피해를 끼친 코로나로 인해 도심에서의 대탈출과 대학들이 폐쇄하고 있으며, 미래엔 글로벌 IT 기업이 대학을 대신한다는 것이다.

더불어 그는 데이터는 생산의 중심이 되고, 양자 컴퓨터 등장으로 현존하는 암호체계가 2025년도엔 무력화 될 것으로 예상했다.

토마스 프레이 학자는 "슈퍼 휴먼 시대가 머지 않았다"고 강조하며 포스트 코로나 시대 핵심 기술로 디지털 트윈(Digital Twin)과 크리스퍼(CRISPR, 세균과 같은 원핵생물 유기체의 게놈에서 발견되는 DNA 서열), IT 기반 교육을 꼽았다.

현실 세계를 컴퓨터 속 가상세계에 구현하는 기술인 디지털 트윈이 향후 의료계에 혁신을 줄 것이란 게 그의 주장이다. 보편화된 의료 원격 로봇 시대를 열고, 초소형 센서를 인체에 투입해 인류 삶의 질을 향상시킬 거란 의미다. 

토마스 프레이 학자가 말하는 미래 크리스퍼 활용 형태는 ▲아이가 태어나기 전 유전자 오류 시정 ▲코로나와 같은 미생물 제거 ▲인공 배양 ▲멸종된 종 복원 ▲모기 등 해충에 전염병 확산 능력 감소 ▲효과적 장기 이식 등이다.

인구 붕괴도 피할 수 없는 요소라고 그는 언급했다. 토마스 프레이 학자는 "나이지리아, 콩고, 탄자니아, 에티오피아, 앙골라, 파키스탄이 전 세계적으로 출산율은 높은 반면 교육 정도는 미진하다"며 "계속해서 교사가 지도하는 형태의 교육을 고집하면 안 된다. 전문 교사는 컨텐츠를 만들고 AI로 무인 학습할 수 있는 원격 교육이 이뤄져야 한다"고 피력했다. 

수잔 투시(Susan Tousi) 일루미나 수석 부사장은 4차 산업혁명을 맞아 데이터양의 폭발이 유전체 연구 속도와 비례할 것이라 일컬었다. 이정호(Jeong Ho Lee) KAIST 의과학대학원 교수는 KAIST의 체세포 변이를 통한 난치성 질환 연구에 대해 소개했으며, 데이비드 레즈닉(David B. Resnik) 미 국립보건원 생명윤리위원회 위원장은 생의학 연구에 따른 과학자의 윤리적 책임에 대해 연설했다.

한편 3회차를 맞는 이번 GSI-2020 국제포럼은 유튜브 KAIST 채널과 KTV 채널, 네이버 TV를 통해 전 세계에 실시간으로 방송됐다.
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