마이크로바이옴

[문권필]

마이크로바이옴

미생물군집microbiota
유전체 genome
미생물군유전체
유전자의 집합체. 한 상물이 가지는 모는 유전정보 포괄

마이크로바이옴은 인체에 서식하는 미생물(microbe)과 생태계(biome)를 합친 용어로, 우리 몸에 사는 미생물과 그 유전정보를 말합니다.

70kg 성인 기준으로 약 38조 개의 개체 수준의 세균, 바이러스 등의 각종 미생물을 총칭

건강한 장내 마이크로바이옴은 소화를 원활하게 하고 질병을 일으키는 박테리아가 장벽에 달라붙는 것을 방지하는 역할을 합니다. 또한 심장질환, 우울증, 알츠하이머 등 다양한 질병과의 연관성도 밝혀져 있어, 의약품 개발 및 치료에 활용 가능성이 큰 분야입니다.

최근에는 코로나19와 같은 감염성 질환의 발병과 진행에도 마이크로바이옴이 관여한다는 연구 결과가 나오면서 더욱 주목받고 있습니다.


앞서 말씀드린 바와 같이, 마이크로바이옴은 인체에 서식하는 미생물(microbe)과 생태계(biome)를 합친 용어입니다. 여기서 미생물은 세균, 바이러스, 곰팡이, 원생동물 등을 포함하며, 인체 내에서 다양한 역할을 수행합니다.

1. **면역체계 조절**: 마이크로바이옴은 면역세포의 활성화와 억제를 조절하여 면역체계의 균형을 유지하는 데 기여합니다.

2. **대사작용 조절**: 마이크로바이옴은 소화효소 분비, 영양소 흡수, 대사산물 생성 등을 통해 대사작용을 조절합니다.

3. **질병 예방 및 치료**: 마이크로바이옴은 질병의 발생과 진행에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 장내 마이크로바이옴의 불균형은 소화기 질환, 대사질환, 면역질환 등의 원인이 될 수 있으며, 반대로 마이크로바이옴을 조절하여 질병을 예방하거나 치료할 수 있습니다.

4. **약물 작용 조절**: 마이크로바이옴은 약물의 흡수, 대사, 배설 등을 조절하여 약물의 효과를 높거나 낮출 수 있습니다.

5. **인간 발달과 성장**: 마이크로바이옴은 태아의 발달, 영유아의 성장, 성인의 노화 등에 영향을 미칩니다.

6. **환경 적응**: 마이크로바이옴은 환경 변화에 대한 적응력을 높이는 데 기여합니다.

7. **생태계 유지**: 마이크로바이옴은 생태계의 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

최근에는 마이크로바이옴을 활용한 다양한 연구와 제품들이 출시되고 있습니다. 예를 들어, 프로바이오틱스는 장내 유익균을 증식시켜 장 건강을 개선하는 데 도움을 주며, 프리바이오틱스는 장내 유익균의 먹이가 되어 유익균의 증식을 돕는 역할을 합니다. 또한, 마이크로바이옴을 활용한 화장품, 식품, 의약품 등도 개발되고 있습니다.



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마이크로바이옴은 기존의 미생물 분석 연구에서 벗어나 기주 생물(인체, 동식물 등)과 미생물 간의 상호작용을 유전체학 기반으로 연구 및 기술을 하는 것을 의미합니다.

초고속 대용량 염기서열 분석기술의 급격한 발달로 마이크로바이옴에 대한 분석이 가능해졌고, 다양한 오믹스 기술과의 결합을 통해 마이크로바이옴의 특성 및 미생물 생태계 작동 기전 분석이 가능해졌습니다.

새로운 기능, 작용에 대한 지식의 축적은 식품 및 제약 분야에서 8억 달러 규모를 보일 것으로 전망됩니다. 마이크로바이옴 연구로부터 도출되는 새로운 지식과 상업화 잠재력으로 연평균 6.2% 이상의 성장을 보일 것으로 예측됩니다.

2023년에는 약 2억 6,900만 달러였던 마이크로바이옴 산업의 시장 규모는 연평균 성장률 31.1%로 증가하여 2029년에는 약 13억 7,000만 달러로 성장할 것으로 예상됩니다. 맞춤형 치료 및 다양한 질환으로의 적응증 확대가 핵심 성장 요인으로 꼽힙니다.

마이크로바이옴은 의약품, 건강기능식품, 화장품 등의 분야에서 활용될 수 있으며, 질병 예방, 진단, 치료 등의 분야에서도 활용될 수 있습니다. 또한, 기후변화, 환경오염 등의 문제를 해결하는 데에도 활용될 수 있어, 미래의 유망한 산업 중 하나로 주목받고 있습니다.

국내 마이크로바이옴 관련 기업으로는 고바이오랩, 지놈앤컴퍼니, CJ 바이오사이언스, 비피도 등이 있습니다. 이들 기업은 마이크로바이옴을 활용한 신약 개발, 건강기능식품 개발 등을 진행하고 있습니다.

마이크로바이옴 산업은 아직 초기 단계이기 때문에, 이에 대한 연구와 개발이 활발하게 이루어지고 있습니다. 앞으로 마이크로바이옴 산업은 더욱 발전할 것으로 예상되며, 이에 따라 관련 기업들의 성장과 함께 경제적, 사회적 가치 창출이 이루어질 것으로 기대됩니다.



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글로벌 마이크로바이옴 시장현황 및 전망

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