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기체를 결정처럼 줄 세웠다…KAIST, AI로 다공성 소재 역설계
[경제일보] KAIST 연구진이 다공성 물질 안에서 기체 분자를 결정처럼 규칙적으로 배열하고, 원하는 배열을 만들어내는 소재를 인공지능(AI)으로 거꾸로 설계하는 기술을 내놨다. 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀의 성과로, KAIST는 11일 이같이 밝혔다. 연구에 쓰인 금속-유기 골격체(MOF)는 금속과 유기물이 결합해 만들어진 결정성 물질로, 나노미터 크기의 구멍이 무수히 뚫려 있다. 스펀지가 물을 머금듯 미세 기공에 기체를 담는다. 그동안 이 분야 연구는 얼마나 많은 기체를 붙잡아 두느냐에 집중돼 있었고, 기공 안에 들어간 기체 분자는 무질서하게 흩어져 붙는다고 여겨졌다. 연구팀은 기공 구조를 정교하게 설계하면 기체가 자리 잡는 위치까지 조절할 수 있다고 봤다. 단일 원소 기체인 제논(Xe)으로 확인 작업을 했다. 방대한 MOF 구조를 탐색한 끝에 코발트 기반 물질 Co-CAU-36에서 제논이 규칙적인 격자를 이루는 현상을 찾아냈다. 컴퓨터 시뮬레이션(GCMC) 결과 제논 원자들은 기공 안에 흩어지는 대신 체심 입방 격자(BCC) 형태로 정렬됐다. 기공이 일종의 틀 역할을 해 원자가 앉을 자리를 유도한 것이다. 기체에 극저온이나 고압 같은 극한 조건을 걸어 결정화하는 방식과는 접근이 다르다. 제논과 크립톤(Kr)을 함께 넣었을 때는 두 기체가 공간적으로 갈라졌다. 제논이 먼저 껍질 형태의 격자를 만들고 크립톤이 그 중심부에 자리 잡았다. 기존 분리 기술이 소재에 더 잘 달라붙는 기체를 골라내는 방식이었다면, 배열 차이로 기체가 나뉘는 경로를 확인한 셈이다. 제논과 크립톤은 대기 중 함유량이 각각 0.1ppm 안팎에 그쳐 지금은 공기를 극저온에서 증류해 뽑아낸다. 에너지 비용이 크고 공급도 불안정하다. 반도체 식각 공정과 위성 추진, 의료용 마취에 쓰이는 산업 가스여서 분리 방식이 바뀌면 파급이 작지 않다. 연구팀은 여기서 방향을 뒤집었다. 좋은 소재를 먼저 찾고 그 안에서 기체 거동을 확인하는 대신, 원하는 기체 배열을 먼저 정하고 그에 맞는 다공성 구조를 찾아가는 역설계를 시도했다. 기계학습과 유전 알고리즘을 결합한 방식으로 체심 입방(BCC)과 면심 입방(FCC) 형태의 배열을 만들어내는 새로운 구조를 설계했다. 김 교수 연구팀은 챗GPT 계열 언어모델을 활용해 MOF를 다루는 '챗MOF'와 트랜스포머 기반 다공성 소재 물성 예측 모델을 내놓는 등 AI를 소재 설계에 붙이는 연구를 이어왔다. 이번 성과는 그 흐름 위에서 예측을 넘어 구조 생성으로 넘어간 사례다. 다만 확인은 계산과 시뮬레이션 단계에서 이뤄졌다. 향후 이산화탄소와 수소로 적용 범위가 넓어지면 탄소 포집·분리와 수소 저장 소재 설계에 쓰일 수 있다. 분자의 위치와 배열에 따라 반응이 달라지는 촉매 분야로도 확장 가능성이 있다. 이번 연구에는 김영훈·김도훈 박사과정이 공동 제1저자로, 김승우 석사과정과 임윤성 박사가 제2저자로 참여했다. 논문은 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 6월 23일 온라인 게재됐다. 과학기술정보통신부 한국연구재단의 이종소재지원사업과 탑-티어 연구기관 간 협력 플랫폼 구축·공동연구 지원사업의 지원을 받았다. 김지한 교수는 "이번 연구는 기체를 다공성 물질 안에서 결정처럼 줄 세운 첫 사례"라며 "기체를 얼마나 많이 담을지만 고민하던 데서 나아가, 원하는 배열까지 설계할 수 있는 새로운 가능성을 열었다"고 말했다.
2026-08-11 10:06:15
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"中·韓, 글로벌 빅파마 위협"…신흥국 바이오 '혁신 전쟁' 시작됐다
[경제일보] 아시아를 중심으로 한 신흥국 바이오제약 기업들이 ‘제네릭 중심’에서 벗어나 혁신 신약 개발로 빠르게 전환하며 글로벌 시장 판도를 흔들고 있다는 분석이 나왔다. 특히 중국과 한국 기업들은 공격적인 연구개발(R&D) 투자를 바탕으로 미국·유럽 중심의 기존 질서를 위협하는 수준까지 올라섰다는 평가다. 4일 업계에 따르면 최근 국제 학술지 ‘네이처 리뷰 드럭 디스커버리(Nature Reviews Drug Discovery)’ 연구진은 아시아·라틴아메리카·EEMEA(동유럽·중동·아프리카) 지역 45개 바이오제약 기업을 대상으로 2010년부터 2025년까지 15년간 데이터를 분석해 매출 5억 달러 이상 기업을 대상으로 R&D 투자 비중, 임상 포트폴리오, 매출 구조를 종합 평가해 혁신 수준을 분류했다. 분석 결과 높은 R&D 투자와 혁신 신약 중심 포트폴리오를 갖춘 ‘혁신 선도기업’에는 중국의 BeOne, CSPC, 헝루이(Hengrui), 헨리우스(Henlius), 이노벤트(Innovent), 준시(Junshi), 시노 바이오(Sino Bio)와 함께 한국의 한미약품, SK바이오 계열 기업이 포함됐다. 중간 수준 투자와 25~50% 혁신 자산을 보유한 ‘신흥 혁신기업’에는 삼성바이오, 유한양행, GC녹십자, 대웅제약 등 한국 기업과 인도의 바이오콘, 닥터레디스, 글렌마크 등이 이름을 올렸다. 지역별로는 격차가 뚜렷했다. 중국과 한국 기업들은 매출 대비 높은 R&D 투자 비중을 유지하며 혁신 전환 속도를 끌어올린 반면 인도 기업들은 중간 수준 투자로 점진적 변화를 이어갔다. 반면 라틴아메리카와 EEMEA 지역 기업들은 여전히 제네릭 의약품 중심 구조에 머물러 혁신 투자 확대가 미흡한 것으로 나타났다. 대표적인 성공 사례로는 중국의 CSPC와 헝루이가 꼽힌다. 두 기업은 2010년대 초반까지 제네릭 중심 사업 구조였지만 이후 연구개발 투자를 혁신 신약으로 집중 전환하며 ‘미투(Me-too)’·‘미베터(Me-better)’ 의약품에서 ‘퍼스트인클래스(First-in-class)’ 후보물질로 전략을 고도화했다. 이를 통해 글로벌 시장에서 경쟁 가능한 파이프라인을 확보했다. 한국 기업들도 유사한 경로를 밟고 있다. 한미약품은 매출의 약 17%를 연구개발에 투자하며 대사질환·희귀질환 분야에서 경쟁력을 키웠고 유한양행 역시 과거 5% 미만이던 R&D 비중을 최근 12% 수준까지 끌어올리며 항암제 중심 혁신 전략을 강화했다. SK바이오팜은 중추신경계(CNS) 치료제 개발에 집중하며 글로벌 시장에서 존재감을 확대하고 있다. 인도 기업들은 ‘신흥 혁신기업’으로의 전환 단계에 있다. 바이오콘은 항암 바이오의약품 중심으로 포트폴리오를 재편했고 닥터레디스는 제네릭 중심 구조에서 혁신·복합의약품으로 확장했다. 글렌마크 역시 혁신 파이프라인 비중을 10% 미만에서 50% 수준까지 끌어올리며 체질 개선에 나섰다. 연구진은 혁신 전환의 핵심 전략으로 ‘집중과 전문성’을 꼽았다. 특정 치료 분야에 집중하거나 기술 플랫폼 역량을 강화한 기업들이 R&D 생산성을 높이는 데 성공했다는 것이다. 실제로 CSPC는 심혈관·대사질환, 헝루이와 유한양행은 항암 분야, 한미약품은 대사질환과 희귀질환, 글렌마크는 면역피부과에 집중하며 경쟁력을 확보했다. 기술 측면에서도 항체-약물접합체(ADC), 호르몬, 주사제, 바이오의약품 등 특정 플랫폼에 대한 전문성이 혁신 성과로 이어졌다. 논문 저자들은 “아시아, 특히 중국과 한국의 혁신 선도기업들은 글로벌 빅파마를 위협할 준비가 돼 있다”고 평가했다. 이어 “인도와 동유럽 기업들도 포트폴리오 전환을 통해 향후 혁신 리더로 부상할 가능성이 크다”고 전망했다. 업계에서는 이번 분석이 글로벌 바이오 산업의 ‘세대 교체’를 보여주는 신호로 해석하고 있다. 한 제약업계 관계자는 “과거에는 신흥국 기업들이 생산기지 역할에 머물렀다면 이제는 기술과 신약으로 승부하는 단계로 넘어갔다”며 “앞으로 글로벌 시장 경쟁 구도 자체가 바뀔 수 있다”고 말했다.
2026-07-04 09:00:00
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유유제약, 반려묘 구강 제품 아마존 입점…미국 시장 공략 外
[경제일보] 유유제약의 미국 법인 머빈스펫케어가 반려묘용 구강 관리 건강기능식품 ‘ARI'S PURRFECT DENTAL BITES’를 글로벌 전자상거래 플랫폼 아마존에 입점시키며 미국 반려동물 시장 공략에 나섰다고 12일 밝혔다. 해당 제품은 양치가 어려운 고양이의 특성을 고려해 간식 형태로 섭취하면서 구강 관리를 돕는 것이 특징이다. 씹는 과정에서 치아 표면의 플라그와 치석 관리에 도움을 줄 수 있도록 설계됐다. 주성분인 SHMP(헥사메타인산나트륨)는 침 속 칼슘과 결합해 플라그 및 치석 생성을 억제하는 기능을 한다. 머빈스펫케어는 약 1년간 시장 분석, 제품 개발, 인허가 및 유통망 구축을 거쳐 이번 제품을 출시했으며 후속으로 고양이용 스틱형 영양제도 준비 중이다. 향후 아마존을 포함한 D2C 채널로 판매를 확대해 미국 내 반려묘 시장을 직접 공략할 계획이다. 미국반려동물산업협회(APPA)에 따르면 2025년 기준 미국의 반려동물 보유 가구는 약 9400만 가구로 전체의 51% 수준이며 이 중 약 4900만 가구가 고양이를 키우는 것으로 나타났다. ‘펫 휴머니제이션’ 트렌드 확산에 따라 반려동물용 기능성 제품 수요도 증가하는 추세다. 유원상 유유제약 대표는 “이번 아마존 입점은 반려동물 건강기능식품산업 진출을 목표로 설립한 현지 법인 머빈스펫케어가 1년간의 준비과정을 거쳐 도출한 첫 성과로 유유제약이 반려동물사업을 신성장동력으로 선정 후 첫 해외 수출이라는 점에서 의미가 크다” 며 “향후 차별화된 기능성 원료와 현지 소비자 니즈를 파악해 미국 묘주들이 신뢰하는 펫케어 브랜드로 자리매김 하겠다”고 말했다. ◆메타비아, EASL서 임상 1상 결과 공개…비만치료제 개발 속도 동아에스티 관계사 메타비아는 비만치료제 후보물질 ‘DA-1726’의 연구 결과가 유럽간학회 연례학술대회 ‘EASL Congress 2026’에서 최신 임상 초록(Late-Breaking Abstract)으로 채택돼 포스터 발표를 진행한다고 12일 밝혔다. 유럽간학회는 MASH, 간암, 간경변 등 주요 간질환 분야의 최신 연구와 임상 데이터를 공유하는 권위 있는 학술단체로 이번 학술대회는 오는 27일부터 30일까지 스페인 바르셀로나에서 열린다. 발표는 메타비아 최고 의학책임자 크리스 팡이 맡아 DA-1726의 고용량 임상 1상에서의 안전성, 내약성, 약동학 및 약력학 결과와 비침습적 간 평가 데이터를 소개할 예정이다. DA-1726은 GLP-1과 글루카곤 수용체에 동시에 작용하는 옥신토모듈린 유사체 계열 비만치료제 후보물질이다. 식욕 억제와 인슐린 분비 촉진, 기초대사량 증가를 통해 체중 감소와 혈당 조절을 유도하는 것이 특징이다. 메타비아는 현재 고용량 구간에서의 안전성과 내약성 확보를 위해 ‘원스텝’ 및 ‘투스텝’ 용량 증량 전략을 적용한 임상 1상 파트 3를 진행 중이며 올해 4분기 데이터 확보를 목표로 하고 있다. 김형헌 메타비아 대표는 “EASL 연례학술대회에서 DA-1726의 연구 결과가 최신 임상 초록으로 채택되며 경쟁력과 잠재력을 입증하는 의미 있는 성과를 거뒀다”며 “DA-1726은 차별화된 경쟁력을 갖춘 차세대 비만 치료제로 개발돼 현재 진행 중인 임상 1상 파트 3을 통해 최적 용량과 내약성을 확인해 나갈 계획이다”고 말했다. 한편 메타비아는 동아쏘시오그룹의 글로벌 R&D 거점으로 비만치료제 DA-1726과 MASH 치료제 ‘바노글리펠’ 등을 개발하고 있으며 글로벌 파트너십 확대도 추진하고 있다. ◆온코닉테라퓨틱스 ‘네수파립’, BJC 게재…내성 극복 가능성 제시 온코닉테라퓨틱스는 차세대 항암 후보물질 ‘네수파립(JPI-547)’ 연구 결과가 국제 학술지 British Journal of Cancer에 게재됐다고 12일 밝혔다. 이번 연구는 분당차병원 문용화 교수 연구팀이 주도했으며 기존 PARP 저해제의 내성 기전을 분석하고 이를 극복할 수 있는 치료 전략을 제시했다. 연구팀은 BRCA 변이 유방암·난소암 세포 및 환자유래 종양모델을 활용해 내성 모델을 구축하고 네수파립의 항암 효과를 평가했다. 연구 결과 네수파립은 기존 PARP 저해제인 올라파립 대비 종양 성장 억제 효과가 더 우수했으며, 내성 모델에서도 단독 투여만으로 유의미한 항암 효과를 나타냈다. 일부 모델에서는 종양 완전 소실 사례도 확인됐다. 기전 측면에서는 DNA 손상 복구 핵심 단백질인 RAD51 경로가 주목됐다. PARP 저해제 내성 암세포에서 RAD51 발현 증가와 함께 DNA 복구 기능이 회복되는 현상이 관찰됐으며 네수파립은 PARP1/2와 함께 tankyrase를 동시에 억제하는 이중저해 기전을 통해 해당 경로를 차단하는 것으로 나타났다. 또한 환자 데이터 분석 결과 RAD51 고발현 환자군에서 재발률 증가와 생존율 저하 경향이 확인돼 RAD51이 내성 관련 바이오마커로 활용될 가능성도 제시됐다. 다만 이번 연구는 비임상 단계로 임상적 검증은 추가로 필요하다. 온코닉테라퓨틱스는 현재 난소암을 대상으로 베그젤마와 네수파립 병용 임상 2상을 진행 중이다. 해당 연구는 ESMO Gynecological Cancers Congress 2026에서 진행 중 임상(TIP)으로 채택돼 발표될 예정이다. 아울러 회사는 미국암연구학회에서 췌장암 전이 억제 관련 비임상 데이터도 공개했으며 향후 ASCO 2026에서 임상 데이터를 추가 발표할 계획이다. 온코닉테라퓨틱 관계자는 "네수파립이 기존 PARP 저해제의 한계를 넘어 다양한 암종으로 확장 가능한 차세대 항암제로서 잠재력을 갖추고 있다"며 "글로벌 학회 발표를 통해 경쟁력을 지속적으로 입증해 나가겠다"고 말했다.
2026-05-12 15:16:24
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