| 초록 |
□ 과제 개요 ㅇ 연구기간 : 2019년 ~ 2027년(9년, 4+5(2단계)) ㅇ 총연구비 : 420억 원(과학기술정보통신부 280억 원, 농림축산식품부 70억 원, 농촌진흥청 70억 원) ㅇ 최종목표 : 산업동물의 장내 마이크로바이옴 연구를 통한 공공성 기반 생물자원 뱅크 구축과 다목적 복합 생물제제 개발 및 축산물 생산성 증진을 통한 국가 경쟁력 강화 ㅇ 연구기관 : 한국원자력연구원(주관), 한국생명공학연구원, 국립축산과학원, 서울대학교, 단국대학교, (주)천하제일사료 □ 추진배경 및 사업의 필요성 ㅇ 산업동물의 사료에 항생제 첨가가 금지됨에 따라 축산물 생산 효율성 감소 및 축산 농가의 경제적 피해 발생 - 항생제 사용금지에 따른 축산 생산비 연간 1조 증가 (한국동물의약품협회, 2010) ㅇ 축산물 생산 단가를 저하시키고 안정적인 축산물 공급 및 친환경축산 실현 필요 - 축산물 소비량 상승 (2013년까지 33년간 약 3.7배, 278% 증가) ㅇ 산업동물 장관유래 마이크로바이옴의 명확한 역할 규명 연구 및 관련 기술 선도를 통한 장관 바이오 분야 연구의 선도 필요 ㅇ 우리나라는 자원 약소국으로 국내에서 산업용으로 사용되는 미생물 및 대사산물(효소, 항생제 등) 대부분은 수입에 의존하고 있어 향후 나고야 의정서(ABS)가 발효(2017. 08. 17)되면 해외에 연 5천억 원 이상의 로열티 지급 예상 ㅇ 산업동물 유래 유용 미생물 유전자원 지적 재산권 확보 및 보호를 위해 실물자원 확보 및 뱅킹 구축 필요 □ 다부처 공동 정부 지원의 타탕성 ㅇ (정부투자 당위성) 산업동물의 장내 마이크로바이옴 연구는 가축 건강(animal health)과 식품 안전(food safety)에 직결되며 더 나아가 축산 산업의 발전과 국민 안전에 기여하므로 정부 부처의 지원이 필요함 ㅇ (투자 중복성) 본 사업의 목표 달성은 한 정부 부처의 지원만으로는 불가능하며 산업동물 장내 마이크로바이옴 DB 확보, 미생물 자원뱅크 구축, 다목적 생물제제 개발, 농가 현장 효능 검증 R D 중복투자 가능성 존재 ㅇ (사업비 규모) 단일부처의 소규모 사업으로 추진 시 산업동물의 규모(300두 이상), 미생물 자원 뱅크 구축(600 종 이상) 등의 결과물 획득 불가능 ㅇ (사업단계간 연계성) 부처별 추진 시 산업동물의 분변 획득하여 미생물 자원 뱅크 구축하고 미생물자원으로 다목적 생물제제 개발 후 대량생산체계 확립 및 농가 현장 효능평가를 통한 산업화 기반마련까지의 단계적 연구 불가능 □ 세부 연구 내용 ㅇ 생산성이 높은 산업동물의 기준 정립 및 장내 마이크로바이옴 메타 게놈 분석 - 생산성이 높은 산업동물의 기준 확립 - 사육단계별 장내 미생물 샘플 확보 - Metagenome 분석을 위한 시료 전처리 및 핵산 추출법 표준화 - 생산된 장내 마이크로바이옴 군집, 메타유전체 데이터 분석 최적화 ㅇ 절대 혐기성 미생물 포함 장내 마이크로바이옴 실물자원 뱅크 구축 - 절대 혐기성 포함 산업동물의 장내 미생물 균총 분리 및 최적 배양기술 개발 - 산업동물 내 미생물 균주 실물자원 600종 이상 확보를 통한 뱅크 구축 - 유용 미생물 대상 유전체 분석 ㅇ 메타게놈 분석 기반 유용 미생물과 천연물 소재 이용 다목적 복합 생물제제 개발 - 유용 미생물, 천연물 소재의 in vitro/in vivo 스크리닝 - 선별된 유용 미생물, 천연물 소재 이용 다목적 생물제제 개발 - RI 이용 다목적 복합 생물제제의 생체 거동 평가 기술 개발 - 무균동물(마우스/돼지) 활용 다목적 복합 생물제제의 장관 면역 영향 규명 연구 ㅇ 개발된 다목적 생물제제의 급여에 따른 생육 효능 평가 - 선정된 다목적 생물제제의 복합비율 및 급여 방법 선정 - 시제품 대량 생산 체계 확립 - 선정 소재의 현장 효능 평가 - 축산물 품질 평가 □ 활용 계획 및 기대 효과 ㅇ 산업동물의 마이크로바이옴 조절 관련 연구는 독창적인 아이템으로 평가되고 있으며 본 과제를 통해 개발될 핵심기술은 바이오 소재 연구, 방사선 응용 연구 및 축산물 생산성 증대 연구 등의 관련 국가 기술 위상 제고에 기여할 것임 ㅇ 장관 세균총 (microbiome) 및 기능에 관한 이해를 통해 산업동물 장관유래 유용 세균총 (microbiome)의 자원화 및 유전자원을 선점 확보하고 산업화를 위한 기술적 기반 조성 ㅇ 장기적으로 축산물 생산성 향상과 생산 비용 절감을 통한 축산농가의 이윤 극대화에 기여 ㅇ 미생물 사료첨가제 국외 시장은 2010년 1.8억 달러로 추정되며, 2016년에는 5억 달러 규모로 성장할 것으로 전담됨에 따라 다목적 복합 생물제제 개발을 통한 사료첨가제 제품 개발 시 수출 확대 및 일자리 창출 효과 예상됨 - 국내의 사료첨가제 시장은 2005년 542억원에서 2010년 950억원 규모로 급격하게 성장하고 있으며 마이크로바이옴 조절 기능성 소재의 산업화를 통해 약 1조 5억원 규모의 시장으로 확대 가능 ㅇ 항생제 대체 다목적 복합 생물제제 급여를 통한 고품질의 안전한 육류 공급으로 국민 복지 증진 효과 기대 ( 출처: 요약본 2p ) |
