바이오진로 도서 챕터 요약

바이오분야는 3색으로 나뉜다

챕터별 요약

1장: 바이오산업이 지금 어떤 위치에 있는가를 보여준다. 

 

21세기 4차 산업혁명 기술 수혜를 가장 많이 받는 분야는 바이오분야, 그중에서도 바이오헬스분야다. 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능으로 대표되는 4차 산업혁명이 어떻게 바이오헬스에 적용되는 지를 ‘구글 컨택트렌즈’에 삽입된 당뇨센서로 설명했다. 24시간 모니터링 된 당뇨수치는 AI의사에게 전달되어 그 결과 몸에 붙인 인슈린 자동펌프가 움직인다. 4차 산업혁명은 때론 섬뜩하기도 하다. 사람 생각을 기계가 읽어낼 수 있을까. 가능하다. 수천 장 사진을 보면서 그 순간 두뇌 활동도를 fMRI(기능성자기공명장치)로 찍는다. 이 빅데이터를 기반으로 인공지능을 학습시킨다. 그 사람에서 fMRI 데이터를 읽으면 지금 그 사람이 무슨 그림을, 즉 무슨 생각을 하고 있는지 알게 된다. 복잡한 fMRI 기기대신 간단한 헤드셋을 머리에 쓸 수 있다. 이제 그 헤드셋만 쓰고 있으면 당신이 무슨 생각을 하고 있는지 기계가 안다. 이런 4차 산업혁명 시대는 모두 한 가지 방향으로 가고 있다. 인간 최종 목표, 바로 건강장수다. 바이오분야가 4차 산업혁명 노른자이고 황금알을 낳는 오리인 이유다

2장: 바이오산업 분야를 설명한다. 

 

바이오산업은 3가지 색(色)으로 분류할 수 있다. Red(피)는 보건의료, Green(논, 자연)은 농업·환경, White(흰 연기: 무공해산업의미)는 공정·정보·에너지 분야다. 바이오산업에는 기초과학과 응용기술이 있다. 둘 차이는 ‘돈’이다. 돈을 써서 지식을 찾는 것이 기초과학이다. 그 지식을 이용해서 돈을 버는 것이 응용기술이다. 기초과학은 산업 밑받침돌이다. 이것 없이는 산업기술이 통째로 흔들린다. 더 이상 진보가 없다. 유전체, 단백질체 등 순수학문은 의료, 환경, 바이오에너지에 모두 필요한 밑돌이다.

보건의료분야에서는 바이오신약, 특히 항체신약과 면역항암제를 집중적으로 다룬다. 세포에서 만드는 바이오약품은 인슐린이 시작이었다. 인슐린이 오토바이라면 보잉747은 항체신약이다. 항체신약이 신제품이라면 ‘바이오시밀러(Biosimilar)’는 일종의 복제약이다. 지금 한국은 새로운 항체신약보다 카피제품인 바이오시밀러에 집중하고 있다. 막 시작하는 한국 바이오기업에게는 위험성이 큰 신약보다 복제약이 위험도가 덜 하기 때문이다. 하지만 카피도 만만치 않다. 2장에서는 바이오 신약 중에서도 면역항암제를 깊이 설명했다. 암은 사망원인 1순위이고 고령화시대에 증가할 수밖에 없는 ‘세포반란’이기 때문이다. 이어서 끊긴 척추를 이어주는 세포치료제, 3D 프린터로 만드는 인공장기 기술을 통해서 21세기 불로초인 줄기세포 연구방향을 설명했다. 더불어 역분화줄기세포로 만드는 인공난자·인공정자를 통해 불임 고통해방과 더불어 윤리문제를 언급했다. 마지막으로 지구촌을 뒤덮는 에볼라·사스·지카 바이러스를 이야기했다. 지금은 바이러스 폭풍전야다. 왜 늘어나는지 어떤 대책이 있는지를 살핀다. 내시모기 등 초정밀유전가위 기술로 바이러스를 잡을 수 있을지 생각해본다. 슈퍼내성균은 발등 불이다. 항생제를 어떻게 만들어야 내성균이 생기지 않을까. 페니실린으로 노벨상을 받은 플레밍이 수상식자리에서 예측한대로 신규항생제를 분해하는 내성균은 이미 땅 속에 처음부터 있었다. 이놈들을 끌어내서 인간 몸속에 집어넣은 건 항생제를 쓰는, 바로 지구촌 사람들이다. 이런 건강관련 주제를 가진 보건의료에 관련된 대학전공은 다양하다. 현재 대학전공학과들이 어떻게 이 분야를 연구하는지 소개했다.

농림·환경분야는 범위가 넓다. 농업·축산·식품을 포함했다. 식량은 국가안보다. 21세기 식량은 GM 작물이 주류다. 작물개량에 사용되는 바이오기술, 특히 작물 자체 내 유전자를 염기(ATGC)단위까지 정확하게 바꿀 수 있는 ‘초정밀유전자가위기술(CRISPR/cas9)을 이용해서 작물개량이 이루어지고 있다. 축산분야에서는 가축개량기술이 중심이다. 인간에게 적용되던 인공수정기술을 넘어 GM가축 이용한 유용물질 생산기술을 설명한다. 식품은 요즘 ’먹방‘이 TV 단골이고 기능성식품연구가 핵심이다. 환경 분야(수질·토양정화)에 사용되는 바이오기술이 가장 친환경적인 기술인 점을 강조한다. 해양은 알려지지 않는 바이오물질 보물창고다. 이런 다양한 그린(Green)산업분야에 농대, 공대, 이과대학 바이오학과들이 어떻게 연관되었는지를 설명했다. 

바이오공정·에너지는 White 즉 흰 연기로 상징된다. 검은 연기로 표현되던 굴뚝 산업들이 이제는 청정공정으로 바뀌고 그 가운데에는 바이오기술이 있다는 의미다. 즉 화학합성보다는 바이오촉매(세포, 효소)를 이용한 친환경공정으로 전환하는 녹색기술을 말한다. 땅속 원유를 더 이상 쓰지 않고 식물유래 연료로 전환하는 바이오에너지를 포함한 분야가 White 분야다. 

BT(Biotechnology)와 정보통신기술(ICT: Information and Communication Tech)이 합쳐진 바이오정보 분야(Bioinformatics)는 바이오산업을 이끄는 기초기술이다. 직접 세포를 다루는 기초분야는 아니지만 수학과 공학이 접목된 바이오정보기술은 인간게놈프로젝트로부터 시작되었다. 2003년 30억 개 인간유전자순서를 밝히면서 세상이 변했다. 유전자정보를 알면 그 사람이 언제 무슨 병에 걸릴지, 알코올 중독이 될지, 아이는 언제쯤 날지도 예측가능하다. 수천만 사람들 DNA 정보와 그 사람들 특성을 연관, 비교분석하면 이런 예측이 가능하다, 이제는 거대산업이 되었다. 구글이 눈독을 들여 시작한 사업이다. 면봉으로 입천장을 긁어  20만원과 함께 보낸다. 면봉에 붙어있는 세포 DNA 분석을 통해 250가지 유전자 검사를 해준다. 피한방울이면 범인 몽타주를 만든다. 이러한 DNA 정보가 한 단계 업그레이드 되었다. DNA 염기(ATGC)순서가 아니고 DNA에 달라붙은 ‘꼬리표’ 정보로 바뀌는 중이다. 꼬리표는 살아온 환경에 따라 달라진다. 이른바 후성유전이다. 이런 DNA 정보가 쌓이고 인공지능이 더 고도화되면 AI의사가 진단을 한다. 현재 대학병원에 AI의사가 실제로 진료를 한다. 

White 분야에서 공학부분 역할이 큰 분야는 바이오헬스분야다. BT+ICT+NT, 즉 바이오와 정보통신, 그리고 나노기술이 접목된 분야다. 4차 산업 노른자다. 바이오센서가 인간을 24시간 모니터링해서 그 정보가 빅데이터가 되고 인공지능분석을 통해 액션을 한다. 후각바이오센서 예를 통해 어떤 미래가 가능할지를 설명했다. 두뇌와 기계의 연결을 통해 인간 뇌를 읽고 기억을 심는 방법은 이제 더 이상 공상영화내용이 아니다. 인간을 기계로 업그레이드 하는 인간증강기술은 인간능력을 어디까지 높일까. 뇌 과학은 어디까지 가 있는가를 뉴런지도 ‘콘넥트콤(Connectcome)’으로 보여준다. 

합성생물학은 바이오기술 종합세트다. 바이오정보를 통해 바이오 회로를 알아내고 DNA합성을 통해 회로를 만든다. 바이오회로를 집적시켜 새로운 세포, 미생물을 만든다. 4차 산업 핵심기술인 합성생물학이 무슨 일을 할 수 있는가를 소개한다. 바이오공정분야 중요기술 중 하나는 바이오에너지다. 21세기에는 석유중심 에너지를 탈피해야 한다. 원유가 바닥이기 때문이다. 석유 태워서 나오는 이산화탄소가 지구온난화 주범이기 때문이다. 해답은 간단하다. 태양이다. 태양열 전기판넬처럼 태양열에서 바이오물질을 직접 만들면 된다. 인공광합성을 통해 태양 판넬에서 녹말을 만들면 된다. 지구에서 공짜로 생산되는 나무, 풀등 바이오매스(biomass)에서 알코올을 만들어 차를 굴리면 된다. 바이오매스는 바이오에너지 원료이지만 또한 플라스틱원료다. 생분해성 플라스틱을 만드는 바이오공정기술을 추가로 설명했다.

3장: 국내 45대학 265개 바이오 관련 학과를 파헤친다. 

 

어떤 대학에 어떤 바이오학과가 있을까. 입학요강만 보면 간단히 알 수 있는 문제가 아니다. 생명공학과, 생명과학과, 바이오헬스전공, 바이오메디컬학과는 서로 무엇이 다른가, 기초인가 응용중심학과인가, 거길 나오면 무얼 할 수 있는가. 내가 하고 싶은 분야가 끊어진 척추를 이어주는 줄기세포치료라면 의대, 약대를 가야하나, 아니면 공대, 자연대 어디를 가야하나. 대학학과 선택에 대한 답을 줄 수 있다. 기초와 응용 중 한 쪽만 알면 되는지, 그 학과는 기초인지, 응용중심인지, 바이오분야는 기초·응용이 물·기름처럼 분리되는지를 설명했다. 이어서 단과대학별 특성을 설명했다. 의대는 치료하고 약대는 약을 만든다. 간단한 말이지만 단과대학별 특성이 있다는 말이다. 좋아하는 일을 하려면 그 단과대학이, 그 학과가 무엇을 가르치는 줄 알아야 한다.  같은 분야, 예를 들면 노화분야를 연구하고 싶다고 해도 각 단과대학은 서로 다른 분야의 노화연구를 한다. 

가장 중점을 둔 것이 있다. 각 대학 바이오관련 학과 특성을 분석했다. 즉 학과구성원인 교수가 무엇이 전공인가를 알면 내가 무엇을 배우는지, 졸업 후 진로가 어떻게 될 수 있는지를 미리 알 수 있다. 대학 단과대학별로 다양한 이름을 가진 45개 대학 265개 바이오관련학과를 특성별로 분류했다. 즉 기초인가, 응용인가, 아니면 혼합형인가. 보건의료인가, 농림환경인가 아니면 공정분야인가를 최대한 자세히 분류했다. 이 분류는 각 교수 연구 분야를 홈페이지정보에서 판단했다. 물론 교수는 바뀔 수 있지만 그 학과 흐름은 금방 변하지 않는다.

바이오 학과가 있는 45대학을 나열하는 기준은 두 개를 사용했다. 중앙일보 대학평가와 ‘라이덴평가’다. 중앙일보 평가는 종합대학 대상이다. 라이덴 평가는 바이오헬스분야 논문인용도를 평가한다. 각 대학 중앙일보 순위는 라이덴평가 대학순위와 대부분 일치한다. 그럼에도 라이덴 평가를 추가한 이유는 두 가지다. 첫째 중앙일보 평가 대상이 아닌 이공계 중심대학(KAIST, 포항공대 등)을 포함하기 위해서다. 둘째 바이오가 상대적으로 우수한 대학(중앙일보 30위권 밖에서)을 추가시켜야 했다. 이 두 방법이 완벽하지는 않을 것이다. 하지만 학과수준이 대학수준과 크게 다르지 않다는 상식에서 중앙일보 3년 평균 순위로 33개 대학을 선정했고 라이덴평가로 12개 대학을 추가했다. 45개 대학이외에도 바이오학과가 개설되어 있고 능력 있는 교수진이 있는 곳이  많이 있다. 지면여건 상 다 수록하지 못함이 아쉽다.

4장: 바이오 직업선택 하기다. 

 

어느 시절이나 대졸 취업이 큰 관심이다. 바이오 산업체는 석사출신비율이 높다. 바이오산업체가 화학, 전자, 조선, 기계 공장처럼 대규모로 뭘 생산하는 경우보다는 고가 소량 제품을 만드는 기술 집약형이다. 그래서 다른 분야에 비해 석사취업이 많다. 상위권 대학일수록 대학원 진학률이 높은 건 모든 전공에 해당된다. 하지만 바이오분야가 특히 높다. 대학알리미 사이트에서는 대학공시 취업률과 진학률을 볼 수 있다. 이 책에서는 3년(2016-2018) 평균 취업률과 대학원 진학률을 대학순위별로 그래프로 그렸다. 대학순위별 취업, 진학경향을 쉽게 파악하기 위해서다. 같은 바이오학과라고 단과대학별로 취업하는 산업체 종류가 천차만별이다. 이과대학, 공과대학, 농과대학 바이오학과 졸업생 취업산업체, 기관을 비교해서 취업산업체 경향을 알 수 있도록 했다.

바이오 직업은 어떤 것이 있을까. 산업체 근무와 전문직(공공연구소, 변리사, 교수)으로 구분해서 각 직업이 하는 일을 업무중심으로 소개했다. 산업체는 다시 연구소, 생산부서, 관리영업 파트로 나누었다. 산업체에서도 학사, 석사 출신이 하는 일이 달라질 수 있다는 점을 추가했다. 바이오분야에서 창업을 할 경우 장단점과 주의사항을 통해 실제 기업이 돌아가는 감각을 미리 알도록 했다. 전문직 경우 어떤 경로로 취업을 하는지 실제 하는 일은 무엇인지를 공공연구기관, 변리사, 대학교수 중심으로 설명했다.

바이오산업체 현황은 국내 바이오기업을 중심으로 규모, 학력, 분야를 분석했다. 사업장 위치는 취업 첫 번째 고려사항이다. 여성인력비율은 어떻게 변하는지, 공공연구기관은 어떤 것이 있는지를 리스트에 포함시켰다. 국내산업체는 수시로 변한다. 또한 제약, 식품, 환경, 화장품, 건강정보등 다양한 산업체가 있다. 해당 업체를 찾을 곳을 명시했다.

5장: 바이오 분야 진로 준비하기다. 

 

청소년들에게 직업, 진로를 결정하는 방법을 알려주고자 했다. 이 책이 바이오분야에 집중해있지만 진로를 결정하는 방법은 타 분야와 유사하다.  우선 뭘 하고 싶은지를 알기 위한 방법 2개를 소개했다. 필자가 30년 동안 대학에서 학생들과 진로면담을 하면서 경험한 내용을 바탕으로 했다. 중고교생들은 어떻게 미래 진로를 준비하면 좋을까. 만일 바이오를 미래 직업으로 하고 싶으면 중고교에서 무슨 활동을 하면 좋을까를 이야기했다. 마지막으로 유학에 대한 여러 가지 경우 수를 비교했다. 군대를 가야하는지, 유학을 가야하는지, 국내박사도 괜찮은지 등 전문직을 생각하는 경우 다양한 선택에 대해 설명했다.