바이오 안보((Biosecurity)로 주목받는, 합성생물학(Synthetic Biology) 혁신 기술 트렌드 및 시장ㆍ사업화 전망

Ⅰ. 합성생물학과 유전공학의 혁신 기술 트렌드

1. 포스트 코로나 시대 합성생물학(Synthetic Biology) 기술
1-1. 포스트 코로나 시대 의료산업
1) 바이오 경제 시대
2) 헬스케어 산업의 혁신적인 변화
3) 치료 방식의 변화 유전체 시퀀싱(Sequencing)
1-2. 바이오 혁신기술 합성생물학(Synthetic Biology) 산업의 개요
1) 합성생물학 산업
2) 합성생물학 개념
1-3. 합성생물학(Synthetic Biology) 기술
1) 합성생물학 개발 이력
(1) 새로운 변화
(2) 개발 이력
2) 합성생물학의 발전
3) 합성생물학의 활용 분야별 변화와 부작용
(1) 활용 분야별 변화
(2) 예상되는 부작용
1-4. 합성생물학(Synthetic Biology) 과정
1) 합성생물학과 DNA
(1) DNA 구조
(2) DNA와 합성생물학
2) 합성생물학과 유전자 네트워크
3) 합성생물학과 유전자 배열
(1) 유전자 개념
(2) 유전자 기능
4) 유전암호와 단백질 합성
(1) 유전암호(Genetic code)
(2) 단백질 합성
① 전사(transscrption)
② 번역(Translation)
5) DNA, RNA 단백질의 기능
(1) DNA(Deoxyribo Nucleic Acid) 단백질
(2) RNA(RiboNucleic Acid) 단백질
① RNA 간섭(RNA interference, RNAi)
② 작은 간섭 RNA(small interfering RNA, siRNA)
③ 마이크로RNA(microRNA, miRNA)
④ RNA 간섭과 질병 치료
6) 합성생물학의 핵심 기술 합성유전자 배열
(1) 합성유전자 배열
(2) 합성세포 프로세스

2. 유전공학(genetic engineering)과 생물학
2-1. 유전공학(genetic engineering)
1) 유전공학의 개요
(1) 유전공학 개념
(2) 유전공학(genetic engineering)과 유전체 공학(genomic engineering)의 차이
2) 유전자가위, 크리스퍼-카스9(CRISPR-Cas9)
(1) 유전자가위 개요
① 유전자가위 개념
② DNA 절단 및 복구 과정
③ 유전자 편집(Gene Editing) 기술
(2) 제3세대 유전자가위 크리스퍼-카스9(CRISPR-Cas9)
2-2. 시스템 생물학(systems biology)
1) 유전체(genome)
(1) 유전체 정보 분석
(2) 유전체 기능 분석
2) 전사체(transcriptome)
(1) 전사체학 개념
(2) 전사체 분석
3) 단백질체(proteome)
(1) 단백질체 개념
(2) 단백질체 분석
4) 대사체(metabolome)
(1) 대사체 개념
(2) 대사체 분석

3. 합성생물학(Synthetic Biology) 기술 개발 동향
3-1. 인공 생체 고분자 / 인공 세포
1) 인공 생체 고분자 / 인공 세포의 개요
2) 주요 연구개발 동향
(1) 인공 생체 고분자
(2) 인공 세포
3) 新기술 전개 및 이슈
4) 향후 기술 과제
3-2. 유전자 합성
1) 유전자 합성 개요
2) 유전자 합성 기술
3-3. DNA 해독 기술 게놈 엔지니어링(genome engineering)
1) 합성생물학과 게놈 해독
(1) 생명공학 기술 바이오 융합
(2) 생명 언어를 다루는 기술 게놈 분석(Genome sqence)
① 게놈분석(Genome) 개요
② 게놈 분석 기술 동향
3-4. DNA 클로닝(cloning)
1) DNA 클로닝(cloning) 개념
2) DNA 클로닝(cloning) 기법
3) 유전자 클로닝(cloning) 목적
3-5. 유전체 데이터
1) 유전체 정보분석
(1) 단일 유전자 검사(Sanger sequencingㆍ생어 시퀀싱)
(2) 인간게놈프로젝트(Human Genome Project)
(3) 차세대 염기서열 분석(Next Generation Sequencing)
(4) 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술의 종류
① 전장엑솜시퀀싱(Whome Exome Sequencing, WES)
② 전장유전체시퀀싱(Whole Genome Sequencing, WGS)
③ 목표유전자시퀀싱(Targeted Gene Sequencing, TGS)
④ 유전체 분석 기술과 디지털 헬스케어
2) 유전체 개인 맞춤 분석
3-6. 부위 특이적 돌연변이(Site-Directed Mutagenesis, SDM)

Ⅱ. 합성생물학 주요 분야별 연구개발 동향 분석

1. ‘유전자 가위’ 연구개발 동향 분석
1-1. 분석절차
1-2. 연도별 연구 동향
1-3. 인용 상위 연구
1-4. 주요 단어 및 네트워크 분석
1-5. 주제 분석
1-6. 연구 주제별 평균 인용 수
1-7. 연도별 주요 학술지
1-8. 주제별 전망
1-9. 오픈엑세스 저널 비율
1-10. 펀딩연구의 비율

2. ‘시스템생물학’ 연구개발 동향 분석
2-1. 분석절차
2-2. 연도별 연구 동향
2-3. 인용 상위 연구
2-4. 주요 단어 및 네트워크 분석
2-5. 주제 분석
2-6. 연구 주제별 평균 인용 수
2-7. 연도별 주요 학술지
2-8. 주제별 전망
2-9. 오픈엑세스 저널 비율
2-10. 펀딩연구의 비율

3. ‘바이오플라스틱’ 연구개발 동향 분석
3-1. 분석절차
3-2. 연도별 연구 동향
3-3. 인용 상위 연구
3-4. 주요 단어 및 네트워크 분석
3-5. 주제 분석
3-6. 연구 주제별 평균 인용 수
3-7. 연도별 주요 학술지
3-8. 주제별 전망
3-9. 오픈엑세스 저널 비율
3-10. 펀딩연구의 비율

4. ‘바이오안보’ 연구개발 동향 분석
4-1. 분석절차
4-2. 연도별 연구 동향
4-3. 인용 상위 연구
4-4. 주요 단어 및 네트워크 분석
4-5. 주제 분석
4-6. 연구 주제별 평균 인용 수
4-7. 연도별 주요 학술지
4-8. 주제별 전망
4-9. 오픈엑세스 저널 비율
4-10. 펀딩연구의 비율

Ⅲ. 합성생물학 주요 활용분야별 적용 동향 및 시장 전망

1. 합성생물학의 주요 활용분야별 적용 동향과 전망
1-1. 의료 분야
1) 게놈백신(Genomic vaccines)
2) 신약 분야
3) 바이오센서
1-2. 바이오연료, 재생에너지
1-3. 바이오소재, 그린 화학제품
1) 바이오 플라스틱(bioplastic)
2) 바이오 화장품
1-4. 농업

2. 합성생물학과 바이오안보
2-1. 바이오안보의 개요
2-2. 바이오 안전 및 안보의 중요성
1) 생명윤리(bioethics) 논란
2) 생물안전성(biosafety) 논란
3) 생물안보(biosecurity) 논란
(1) 감염병(Infectious Diseases)
(2) 바이오테러(Bioterror)
(3) 생물학무기(Biological Weapons)

3. 국내외 합성생물학 산업동향 및 시장 전망
3-1. 주요국별 합성생물학 산업 및 정책 동향
1) 미국
(1) 산업 동향
(2) 정책 동향
(3) 주요 바이오파운드리
① Agile Bio Foundry (ABF)
② DAMP Lab
③ iBioFAB(Illinois Biological Foundry for Advanced Biomanufacturing)
2) 중국
(1) 산업 동향
(2) 정책 동향
(3) 주요 바이오파운드리
① Shenzhen Biofoundry
② MOE(Frontier Science Center for Synthetic Biology)
3) 영국
(1) 산업 동향
(2) 정책 동향
(3) 주요 바이오파운드리
① EGF(Edinburgh Genome Foundry)
② London Bio Foundry
③ Earlham Bio Foundry(Earlham Institute)
④ SYNBIOCHEM
4) 한국
(1) 산업 동향
(2) 기술 수준
(3) 생태계
3-2. 시장 전망
3-3. 국내 정책 추진 동향
1) 합성생물학 핵심기술 선제적 확보
(1) 빅데이터ㆍAI기반 인공세포 설계ㆍ제작 원천기술 확보
(2) 바이오 제조공정 혁신을 위한 단계(DBTL)별 요소기술 개발
2) 정부 주도의 공공 바이오파운드리 구축
(1) 합성생물학 기반 D-B-T-L 코어 중심의 K-바이오파운드리 구축
(2) 바이오파운드리 핵심 장비 국산화
3) 합성생물학 기반 바이오 제조혁신 조기 성과 창출
(1) 기존 산업의 바이오 융합 新산업 창출 지원
(2) 합성생물학 기반 제품 개발 지원 및 창업 활성화
(3) 민간부문의 합성생물학 R&D 투자 부담 완화
4) 합성생물학 발전 생태계 조성
(1) 합성생물학 미래 전문 인력 양성
(2) 사회적 수용성 확보 및 규제 개선
(3) 국내 역량 결집 및 국제 협력 활성화