바이오니아, 카이스트와 유전자 합성 자동화 기술 개발 맞손

정부 AI 자율제조 선도 프로젝트 최종 선정…바이오 파운드리 합성 기술 경쟁력 강화 박차

/사진=바이오니아

바이오니아는 정부의 인공지능(AI) 자율제조 선도 프로젝트에 최종 선정돼 바이오 파운드리 유전자 합성기술 개발에 본격적으로 착수한다고 6일 밝혔다. 바이오 파운드리는 합성생물학에 AI·로봇 등을 적용해 바이오 연구·개발(R&D) 속도를 높이고, 실험과 제조 공정을 고속화·자동화할 수 있도록 하는 플랫폼을 의미한다.

이번 프로젝트 목표는 전세계적으로 경쟁이 치열한 바이오 파운드리 유전자 합성의 생산성을 획기적으로 높이는 것이다. 이에 로봇 암(팔)과 AI 결합을 통해 하루 1000개 이상의 유전자 합성 작업을 목표로 하고 있다. 총 40개월간 진행되는 이번 프로젝트는 총 2단계 4년 차로 구성돼 있으며, 기관부담 연구개발비를 합해 약 74억5000만원의 예산이 투입될 예정이다.

바이오니아는 2000년에 세계 최초로 개발한 '384DNA 올리고 병렬 합성기'로 국내 최초 유전자 합성을 공급해 왔지만, 높은 합성 원가와 생산량에 한계가 있었다. 짧은 DNA인 올리고를 이어 붙여 긴 유전자를 합성하는 과정이 수작업으로 이뤄져 하루 최대 40개의 유전자를 생산하는데 그쳤기 때문이다.

바이오니아는 과학기술정보통신부의 연구과제 등을 통해 지난 10여 년간 100만 염기 이상의 DNA를 합성할 수 있는 차세대 올리고 합성기 개발에 지속적으로 투자해 6144개의 올리고 DNA를 병렬 합성할 수 있는 합성기를 개발했다. 이를 이용해 긴 유전자를 대량으로 생산할 수 있는 후공정 개발이 필요한 시점이었다. 마침 정부에서 'AI 자율 제조 전략 1.0'을 통해 제조업의 AI 도입을 장려했고, 지자체별 수요 조사에 따라 바이오니아가 유전자 합성 후공정 자동화를 제안하면서 대전광역시를 대표해 최종 선정됐다.

연구 과제를 통해 AI 기반 유전자 합성 자동화 기술이 도입되면 국내 유전자 합성 시장을 넘어 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 예상된다. AI 자율 제조 도입으로 유전자 생산량이 하루 1000개 이상으로 증가하면, 해외 선도 기업 제품 가격과 비교해 30% 이상 저렴한 가격 경쟁력을 확보할 수 있기 때문이다. 이에 따라 연간 300억원의 매출을 기대할 수 있으며, 최근 설립한 바이오 파운드리센터 건물에 설비를 증설할 경우 3000억원 이상도 가능하다.

과제에는 한국과학기술원(KAIST)도 참여해 바이오니아와 함께 공정을 개발할 예정이다. KAIST는 합성된 유전자 및 플라스미드를 대량 추출하는 자동화 신기술 개발을 담당하고, 바이오니아는 대전의 로봇 및 자동화 업체들과 협업으로 AI 기반 자동화 유전자 합성 공정 개발 연구를 진행할 계획이다.

바이오니아 관계자는 "AI 자율 제조 선도 프로젝트 선정으로 국내 합성 생물학과 바이오 파운드리 산업에 크게 기여할 것으로 기대한다"며 "2년 차부터 본격적인 차세대 AI 기반 자동화 유전자 시험 생산을 가동할 예정이다"고 말했다.

정기종 기자 azoth44@mt.co.kr