화학뉴스

일본 바이오 벤처기업 Chitose Group이 스마트셀(Smart Cell) 산업을 육성하기 위해 미생물 배양기술을 고도화하는 프로젝트를 추진한다.
센서를 이용해 배양상황의 시간적 변화를 빅데이터로 축적한 후 AI(인공지능)로 유용물질을 생산하는 최적의 방법을 확립하는 프로젝트로 Mitsui Chemicals, Ajinomoto로부터 실제 배양데이터를 제공받아 1년간 진행할 계획이다.
배양기술은 세계적으로 10년 이상 본질적인 개량이 이루어지지 않고 있어 대형 리액터로 코스트 경쟁력을 확보한 중국이 시장을 주도하고 있다.
이에 따라 Chitose Group은 균이나 목적생산물질의 종류에 적합한 최적의 배양법을 구축해 미생물 발효기술로 세계시장을 리드하겠다는 목표를 세우고 있다.
배양은 장인의 기술과 숙련된 노하우에 의존하는 부분이 많아 바이오 메이저 사이에서도 배양결과에 차이가 발생하는 사례가 있으며 현장에서 취득할 수 있는 데이터는 양이 적어 딥러닝에 활용할 수 없는 것으로 파악되고 있다.
특히, 종합적인 대사물의 종류와 양을 대상으로 하는 대사체, 발현된 리보핵산(RNA)의 종류와 양을 대상으로 하는 전사체 등에 대한 빅데이터는 시간적 변화에 따라 비침략적으로 계속 취득하기 어려운 것으로 나타나고 있다.
이에 따라 Chitose Group은 기술 혁신이 이루어지고 있는 다양한 센서를 활용해 배양에 관한 다변량 데이터를 경시적으로 취득하는 방법을 채용할 예정이다.
구체적으로는 빛, 자기, 전자, 소리, 진동, 압력, 형상, 속도, 온도, 화학물질 유무 등 지금까지 취득이 불가능하던 데이터 활용을 목표로 각종 금속전극, 카본전극을 사용한 전위센서, 압전박막을 이용한 냄새센서, 적외‧가시영역 분광센서 등 10종류 이상의 센서를 적용해 배양상황과 상관관계가 높은 사항에 대해 딥러닝한 후 AI로 각 균별 최적의 배양조건 및 방법을 도출할 계획이다.
배양을 실시하는 리액터는 구 ICI가 개발한 에어리프트형 바이오리액터 이후 심부배양형, 관류형으로 진화했으나 대규모 배양기술 개량은 한계점에 도달한 것으로 평가되고 있다.
Chitose Group은 배양기술 자체에 초점을 두고 AI를 이용해 최적의 배양조건 및 방법을 확립하기 위한 기반 개발을 계획하고 있으며 Mitsui Chemicals, Ajinomoto를 시작으로 바이오소재, 고기능제품, 생물제제, 양조제품과 더불어 폐수처리, 단백질 대체재 등으로 참여기업을 늘려갈 방침이다.
경제협력개발기구(OECD)에 따르면, 세계 바이오경제 시장규모는 2030년 1조8000억달러에 달할 것으로 예상되고 있다.
이에 따라 일본 경제산업성은 미생물, 식물세포를 활용한 스마트셀산업 육성을 추진하고 있으며 Chitose Group은 미생물 배양기술 고도화 프로젝트를 통해 확립한 기술이 바이오경제 시장에 필수적인 산업데이터를 공유하는 기반이 될 것으로 기대하고 있다.