출처 : 합성생물학 월간동향 2025.03

[한국유통신문= 김경록 기자] 국내외 바이오산업의 패러다임을 바꾸는 합성생물학이 인공지능(AI)·로봇·데이터 자동화와 결합하며 연구·제조 속도를 끌어올리고 있다. 한국바이오협회 한국바이오경제연구센터가 10월 발행한 ‘월간 브리프 204호’에 따르면, 바이오파운드리의 확산과 DBTL(설계–제작–시험–학습) 사이클의 자동화가 비용을 낮추고 불확실성을 줄이면서 산업 전반으로 응용이 빠르게 확산되는 추세다. 보고서는 합성생물학이 “바이오 제조 혁명의 촉매”로 자리 잡았다고 평가했다. 

DNA 합성비 급락·CRISPR·AI가 만든 ‘가속 페달’

합성생물학 혁신의 동력은 비용과 도구의 급격한 개선이다. DNA 합성 단가는 2004년 염기당 약 4달러에서 2021년 0.05~0.1달러 수준으로 떨어졌고, CRISPR-Cas9 편집과 단백질 구조 예측 AI, 마이크로플루이딕스·나노리터 스크리닝 같은 자동화 장비가 더해지며 설계–검증 속도가 크게 단축됐다. 표준화된 바이오부품을 ‘조립’하듯 세포·게놈을 설계·합성하는 공학생물학 패러다임이 본격화된 것이다. 

응용 확산, 의약·식품 넘어 화학·에너지까지

제약 분야에선 효모 기반 아르테미시닌 생산, 항암제 전구체 경로 최적화 등으로 상용 사례가 늘고 있다. 식품에선 배양육·대체단백질이 부상했고, 중장기적으로는 화학소재·섬유·패션, 더 나아가 광업·전력·건설까지 영향권이 확대될 전망이다. 보고서는 10년 내 합성생물학이 제조업 전반에 광범위하게 활용되며, 관련 시장 가치가 수십 조 달러 수준으로 성장할 잠재력을 언급했다. 

건강·환경·식량안보 ‘삼중 과제’의 해법

유전자·세포치료제의 정교화와 비용 하락으로 희귀질환·암 등 난치질환의 접근성이 개선되고, 박테리아 기반의 표적 약물전달·세포공학 바이오센서가 진단·치료의 정밀도를 높인다. 농업·토양 분야에서는 가뭄 저항성·영양성 개선 작물, 엔지니어드 미생물 비료·생물농약, 환경 바이오센서와 생물복원 기술이 식량안보와 토양 회복을 뒷받침한다. 순환경제 측면에선 산업 폐가스 발효, 바이오연료, CO₂ 생물학적 고정·격리 같은 경로가 탈화석·감축에 기여한다. 

‘디자인 어디서나, 생산은 어디에서든’

분산형 바이오제조 모델이 공급망 리스크를 줄이고 지역 자급을 돕는 대안으로 떠오른다. 글로벌 설계 역량을 공유하면서도 각 지역 시설에서 빠르게 생산·전환이 가능한 구조로, 팬데믹·재난 같은 비상 상황에서의 대응력을 높이는 장점이 있다. 보고서는 DBTL의 자동화를 넘어 ‘설계–제작–운영(DBW)’ 전환이 비용구조를 한 단계 낮추는 열쇠라고 진단했다. 

투자, 2024년 ‘반등’…산업응용에 자본 쏠림

2024년 4분기 합성생물학 스타트업은 43억 달러를 조달해 전 분기(18억 달러) 대비 크게 늘었고, 2024년 누적 조달액은 122억 달러를 기록했다. 2018년 이후 신규 진입 기업만 약 150개. 투자금은 ‘스택’ 관점에서 산업응용(식품·영양 등)에 가장 많이 유입됐고, 전체 기업 수는 누적으로 약 900개, 거래 건수는 3,800건을 넘는다. 다만 2021년 고점 대비로는 여전히 회복 구간이라는 평가다. 

'스케일·원가·사회적 수용성' 당면한 숙제

실험실 성공의 90% 이상이 스케일업에서 좌초한다는 업계 통념이 말해주듯, 대형 발효·다운스트림 공정으로의 확장이 최대 관문이다(예: 효모는 연 600kL, 동물세포는 45kL급이 상업 임계점). 공정 변경마다 최소 1,000시간 가동 검증이 필요하고, 궁극적으로는 기존 대체재 대비 원가우위를 입증해야 한다. 확산 속도는 규제·산업구조·인재·공급망·사회적 수용성에 좌우된다. 

제도 기반 위에 ‘민간 투자·표준 전략’

국내는 ‘합성생물학 육성법’ 제정과 바이오파운드리 구축으로 제도적 기반을 깔았다. 보고서는 수억 달러대 CAPEX가 필요한 대규모 설비 확충, 대기업–스타트업 협력 및 공공–민간 합작 모델 확대, 국제 표준·규범 제정 참여, ESG 가치(탄소 저감·친환경 소재·식량안보) 연계를 핵심 과제로 제시했다. 기관투자가에게는 VC·PE 관점에서 중·장기 성장 산업군 재편의 기회가 될 수 있다는 평가다. 

출처: 한국바이오협회 한국바이오경제연구센터, 「월간 브리프 204호_합성생물학 기술 및 투자 동향」(2025.10).

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