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우주바이오에 대해 알아보아요!

  • 등록자이혜진
  • 등록일2024-06-26
  • 조회수230

KISTEP브리프 134 SPACEBIOLOGY 우주바이오


1. 우주바이오에 대해 알아볼까요?  우주바이오 는 미세중력과 우주방사선 환경이 생명체에  미치는 영향과 생명체가 우주환경에 적응하는 과정을 이해하고, 우주에서의 중개연구(translational research)를 통해 의약학 제품의 제조・생산을 연구하는 학문으로 미세중력 영향 연구 와 우주방사선 영향 연구 등이 이루어지고 있다. 1960년대 초 우주비행의 발달과 함께 본격화 우주환경에서 생리학적 변화와 건강 유지에 대한 연구결과는 질병치료, 제약, 식물생산성 향상 등 다양한 분야에 응용 가능 민간 참여 확대 및 우주의학 분야와 더불어 우주비행사의 건강과 안전을 보호하는 기술도 중요해질 것으로 예상


모델생물 기반 우주바이오 연구 우주바이오 연구는 제한적인 실험환경에서 수행되므로, 종을 대표하는 모델생물을 활용해 다양한 기초 및 응용개발 수행 미생물 모델 연구 : 높은 우주방사선량 및 미세중력에 의한 면역력 저하와 미생물에 의한 감염 등의 연구를 수행하며, 우주 미생물학으로도 지칭 - 이차 대사산물 생산, 미생물의 감염성 및 병원성, 바이오필름 등 식물 모델 연구 : 우주환경에서 식량생산・산소 생성과 관련된 연구로써 우주비행사의 생명    유지에 필수 분야이며, 우주식물학 또는 우주농업을 포함 - 식물의 중력인식, 생리학적 반응, 종자번식, 식물병 발생 등 동물 모델 연구 : 생존능력을 가늠하기 위해 인간을 대신하여 동물 모델이 우주선에 탑승'47년 초파리가 우주환경에 노출된 이후 다양한 종을 활용한 연구 수행 - 원숭이, 개, 고양이, 토끼, 쥐, 거북, 개구리, 거미, 물고기 등


우주의학 우주환경 특이질환 치료 연구 우주의학은 인간이 우주환경에 노출되었을 때 인체 반응과 환경   특이적 질환에 대해 연구하고 극복하는 기술 우주환경에서 흔히 발생  되는 질환은 미세중력의 영향에 의한 근골격계 ・심혈관계 ・면역계 질환 등이며, 미세중력에 의한 근골격계 질환은 지상에서조차 효과적인 치료제가 없어 이를 극복하기 위한 연구들이 다수 진행 최근에는 단기 우주비행뿐아니라 유인 화성탐사 등 장기 우주비행 시 우주비행사에게 발생할 수 있는 질환에 관한 연구가 진행 우주환경에서 겪는 우주방사선 과량 노출은 DNA 손상을 일으켜 세포 분열저하와 면역세포의 감소로 이어지고, 결과적으로 우주비행사의 면역력이 저하될 수 있어 병원성 미생물 제어를 통한 예방연구 진행 


글로벌 우주바이오 산업동향 글로벌 우주산업은 상업 목적의 우주활동 증가와 민간기업 참여의   확대로 '30년까지 우주산업의 연평균 성장률(CAGR)은 약 7%로 예측,   우주탐사 수요 증가는 우주바이오 산업 성장의 밑거름이 될 것으로 전망 글로벌 우주산업 '10년 2,800억 달러에서 '22년 약 4,470억 달러로 성장하였으며, '30년까지 약 1조 달러까지 성장할 것으로 전망


우주의학과 우주농업 시장은 '23년 약 49억 달러 수준이며, 추후 성장세를 고려할 때 향후 9년간 CAGR 11%를 기록할 것으로 예상 우주바이오 산업은 우주환경 실험 플랫폼을 보유한 정부기관・관련시설에 접근할 수 있는 소수 기업이 참여하였지만, 우주환경의 이점에 대한 이해도가 높아지며 성과를 만드는 기업이 다방면에서 등장


국내 우주바이오 산업동향 국내우주산업은 정부 주도의 발사체, 위성, 우주탐사 분야 투자 규모 증가에 따라 기업의 참여 규모도 증가 추세'13년부터 '22년까지 국내 우주산업 활동규모 : 2.4조 원에서 3.6조 원으로 약 1.5배 증가


글로벌 우주바이오 정책동향 NASA는 우주바이오 연구를 통해 해결하고자 하는 핵심 과학적 질문을 명시하고 연구수행 방안을 구체화 유럽우주국(ESA)은 미래 연구 로드맵에 ISS와 후속 플랫폼에서 진행될 미래 우주과학 연구의 전략적 목표에 대해 정의하고 우주바이오 추진 방향 제시 JAXA는 ISS의 자국 모듈인 KIBO의 활용 전략에 미세중력을 이용한 우주의학 연구 방향과 ISS 퇴역 이후 산업계 참여를 전제로 한 우주환경 활용 방안 제시 독자 건설한 지구 저궤도 우주정거장 텐궁 2호를 활용하여 우주바이오 실험 추진 및 향후 협력국가 유인 도구로 활용 제4차 우주개발진흥 기본계획 달성을 위해 5대 장기 우주개발 미션과 핵심 임무 요소, 2개 전략 제시  - 미션 : 우주 탐사 확대, 우주 수송 완성, 우주 산업 창출, 우주 안보 확립, 우주 과학 확장   - 전략 : 우주경제 기반 구축, 첨단 우주기술 확보


결론 및 시사점 우주바이오는 우주활동을 위한 필수 학문 - 우주환경 적응을 위한 모델생물 활용 연구 - 우주환경의 이점을 활용한 우주의학 연구 - 우주바이오 연구 시설 및 장비  선도국은 - 우주정거장을 우주바이오 연구의 핵심 플랫폼으로 활용 - 정부주도에서 민간주도로 전환 우리나라는 - 모델 생물 기반 지상 연구 주로 수행 - 정부는  과학기술적, 상업적 가치창출 도모 국가 간 치열한 경쟁과 우주의 상업적 활용증가는 우주산업 성장의 주요 원동력, 우주바이오 분야에서도 유사한 추세가 나타나고 있어 해당 산업의 급격한 성장기대 정부의 국가 우주 거버넌스 재편 및 우주과학・우주탐사 범위 확대 필요  유인탐사 추진을 고려, 국내 기반 우주바이오 분야의 과감한 투자 필요 우주바이오 분야에 대해 바이오기업과 우주기업의 관심이 높아질 것으로 예상, 정부는 두 분야 간 융합 시도 및 혁신적 사업모델 발굴 지원 필요


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