살아 움직이는 생물학적 로봇

다양한 조직의 전구세포를 배양해 자가 조직화된 살아 있는 생물학적 로봇으로, 스스로 이동하며 치료제를 정밀하게 전달하는 등 생체 내에서 다양한 기능을 수행

AI가 디자인한 유전자 편집기

인공지능 기술을 활용해 자연에서 발견되는 CRISPR 시스템의 한계를 극복하여 보다 정밀하고 효율적인 유전자 편집 도구를 설계하는 기술

다중암 조기진단

혈액검사를 기반으로 암 바이오마커를 정밀하게 분석하여 기존에 검출이 어려웠던 다양한 암을 조기에 탐지하여 치료 가능성이 더 높은 초기 단계의 암을 식별

인간 면역체

글로벌 면역 데이터베이스를 기반으로 인간 면역체계의 AI 모델을 개발하여 면역 다양성과 복잡성을 이해하고, 이를 통해 기초 면역학 및 신약개발에 활용

항노화 항체치료제

노화 과정에서 증가하며 혈관을 통해 전신에 부정적인 영향을 미치는 주요 세포와 인자를 표적으로 제어하는 항체 기반 치료제

디지털 인공장기

인체의 생리적 신호를 디지털 방식으로 정밀하게 분석하고, 이를 세포 기반의 인공장기와 통합하여 인공장기 및 신체의 기능을 보강

분자 접착기술

세포 내 단백질이나 분자를 인위적으로 접착시켜 새로운 생명현상을 유도하여, 세포 기능을 조절하는 기술

바이오 파운데이션 모델

생성형 AI를 활용해 방대한 생물학적 데이터를 학습함으로써, 신약 화합물 설계, 개인 맞춤형 치료법 개발, 합성생물학 등 바이오 산업 전반에 걸쳐 다양한 응용이 가능

RNA 구조체

단백질 합성에 필요한 유전정보 전달의 역할을 넘어, 그 자체의 2차 및 3차 구조가 생물체의 발달, 질병, 노화 등 생명 현상에 미치는 영향을 연구

헬스케어 디지털 트윈

개인의 신체와 건강 상태를 디지털로 모델링하고 시뮬레이션을 통해 신약, 의료기기 및 헬스케어 관련 제품, 서비스 설계와 개발 지원

인간-기계 상호작용 제어기술

인간과 기계 사이의 상호 작용을 매개하여 정확한 감지와 피드백 기능을 갖춘 장치 및 시스템

DNA 나노모터

DNA 가닥으로 이루어진 나노 미터 규모의 모터로, 자가조립이 가능하며 전기로 구동될 수 있어 생체 내 뿐 아니라 초소형 기계에도 적용 가능

차세대 롱리드 시퀀싱

수십만 개 이상의 DNA/RNA 분자에 담긴 염기서열을 한 번에 10 kb 이상, 높은 정확도로 해독해 다양한 유전자 변이를 확인하는 기술

신경질환 치료 전자약

치료가 필요한 신경을 전기신호로 자극하여, 치매 등 퇴행성 신경질환의 진행을 멈추거나 더디게 하고 신경 재생을 돕는 전자약

마이크로바이옴 표적 항암백신

암의 성장을 돕는 특정 마이크로바이옴이 표지하는 항원을 규명하여 이를 표적으로 하는 mRNA 등의 항암백신

면역펩티도믹스

다양한 암세포, 질환세포 조절 펩타이드 등 바이오마커를 분석하고 데이터로 축적하여 치료 표적을 예측하고 발굴하는 기술

기후변화 대응 디지털 육종

디지털 기술을 통해 기존의 품종 및 육종 데이터를 분석하여 더위, 가뭄과 같은 기후변화에 강한 품종을 개발

AI 기반 자율재배 스마트팜

작물의 생육/생리, 장애/질병 등을 실시간 모니터링하여 배양 환경 조절 등을 수행하는 자율재배 플랫폼

데이터 기반 친환경 농약 합성기술

해충의 유전체 분석을 통해 예측한 표적을 기반으로 후보 물질을 설계 및 합성하고, 빅데이터 기반 독성 예측을 통해 친환경 농약을 개발하는 기술

바코드 미생물

특정 DNA 서열(바코드)을 삽입한 미생물을 활용하여 법의학, 제품 유통 및 감염병 추적을 위한 라벨링 기술

임상 적용 가능 유전자편집기술

빠르게 진전되고 있는 유전자편집기술을 활용하여 환자 치료 등 임상에 적용하기 위한 고도화 기술

AI 기반 인공 단백질 설계

AI 기술을 활용하여 자연계에는 존재하지 않지만 유용한 기능을 보유한 인공 단백질을 설계

개인 맞춤형 암백신

암환자별 특이적 항원에 대한 데이터 분석을 통해 개발된 다양한 형태(DNA, RNA, 펩타이드 등)의 암백신

생체 내 면역세포 실시간 분석

다양한 면역세포의 기능을 실시간으로 관찰하는 동시에 관련 유전자의 발현을 분석

비침습적 신경조율기술

인지기능 저하 등 뇌기능 문제를 부작용과 거부감 없이 회복, 향상시키는 새로운 접근방법

세포 역노화

세포 리프로그래밍 등을 통해 세포의 건강을 유지하고, 세포의 재생 능력을 복원

미세플라스틱의 건강 및 생체영향 평가

미세플라스틱이 생체에 미치는 영향을 모니터링하고, 장기별 독성, 유해성 검증을 통해 건강에 미치는 영향을 평가

합성생물학 적용 미생물공장

합성생물학에 의해 재설계된 생합성 경로를 미생물에 구현하여 천연물질, 화학합성 대체물질 및 유용 단백질을 생산

배양육/대체육 고도화

기후변화, 팬데믹 대응을 위해 동물세포 배양, 식물 유래 단백질 등을 통해 친환경, 고기능성 대체육류를 생산

토양 마이크로바이옴

생물지각 내 마이크로바이옴을 파악하고 개발하여 건강한 토양 생태계를 유지

바이오장기 생산 키메라기술

인간 줄기세포를 동물에 넣어 이식 및 치료 목적으로 인간의 조직이나 장기, 기관을 동물에서 생산하는 기술

환경오염물질 분해 마이크로바이옴

박테리아, 나방 등에서 분리해낸 환경오염물질 분해효소를 지닌 마이크로바이옴을 활용하여 플라스틱, 비닐 등 환경오염 물질을 분해하는 기술

차세대 유전체 합성

생명체의 전체 게놈 또는 게놈 수준의 대형 DNA를 설계하고, 이를 정확하면서도 신속하게, 대량으로 합성하는 기술

후성유전체 편집

유전자편집 도구를 활용하여 후성유전학적 변이를 선택적으로 제어함으로써 생물체의 기능을 연구하고, 분석하는 기술

세포 정밀 이미징/시퀀싱

역동적인 세포 내 현상을 3차원으로 정밀하게 관찰하는 동시에 특정 유전자의 서열을 분석하여 발현량과 위치를 파악하는 기술

소포체 기반 약물전달기술

세포 소기관인 소포체, 다양한 세포 유래 엑소좀을 활용하여 약물을 목적 세포까지 정확하고, 효율적으로 전달하는 기술

차세대 백신

mRNA 기반의 칵테일 백신, 범용 백신, 신규 모달리티를 적용한 백신 등 다양한 병원체에 대한 감염을 방어하는 기술

치료용 신경정신약물

의료용 대마 등 정신활성 물질의 유용성분을 기반으로 신경정신질환을 치료하는 의약품 개발과 관련된 기술

나노물질 유래 친환경 중합체 합성기술

생분해성 키토산 등으로 이루어진 친환경 나노 입자로 미세 플라스틱, 섬유, 하이드로겔 등 자연에서 분해되지 않는 물질을 대체할 수 있는 중합체 합성 기술

식물 광합성기구 기능 향상기술

식물의 광합성을 담당하는 기구의 기능을 개선하여 광합성 효율이 향상된 작물 등을 제작하는 기술

인공지능 기반 단백질 모델링

분자물리학적 접근방법과 딥러닝 인공지능을 활용하여 단백질 구조뿐만 아니라 세포 내 단백질 작용을 예측하는 기술

개인 맞춤형 체외 면역시스템

개인 맞춤형 오가노이드에 면역세포 공배양 등을 통해 체외에서 개인의 면역체계를 모사하는 기술

합성 면역

유전적으로 면역회로를 합성하여 면역세포의 활성을 높이거나 면역물질 생성을 조절하는 기술

친환경 고분자 생산 미생물

일회용품 및 미세플라스틱 문제를 해결하기 위해 미생물로부터 완전 친환경 고분자 재료를 생산하는 기술

단일세포 교정기술

유전자 교정기술 등을 활용하여 단일세포 수준에서 질병을 치료하는 기술

나노백신/나노항체

나노구조체 표면에 다량, 다종의 항원을 노출시키거나, 기존 항체보다 작고 효과적인 치료제를 제작하는 기술

세포배양 축산 기술

팬데믹 등으로 공급문제가 발생할 수 있는 축산업을 대체하기 위해 세포배양 기반으로 육류나 우유를 제조하는 기술

빅데이터 기반 생태건강성 평가 기술

바이오 빅데이터(특히, 미생물 군집구조)를 포함한 환경, 생태 데이터를 통합하여 생태계의 건강성을 평가하는 기술

식물 마이크로바이옴 엔지니어링

식물 공생 미생물체, 병원성 미생물체 분석으로 식물 마이크로바이옴 기능 조절을 통해 작물 성장을 돕거나 멸종위기 보호종을 보전하는 기술

생물 유래 화학다양성 확보 기술

심해 등 극한 환경에서 살아가는 생물과 그 안에 함께 있는 마이크로바이옴이 생산하는 다양한 물질을 확보하는 기술

프라임 에디팅

살아있는 세포 내에서 특정 유전자서열을 고효율로 첨가, 삭제, 치환하는 기술

Cryo-EM 생체분자 구조분석기술

거대 단백질 복합체, 막단백질, 세포의 입체구조를 초저온-전자현미경을 통해 분석하는 기술

조직 내 노화세포 제거기술

조직의 노화 및 기능 이상을 유발하는 노화세포를 선택적으로 제거하여 조직 항상성을 유지하고 질병을 치료하는 기술

실시간 액체생검

혈액, 소변 등에 존재하는 핵산 조각들을 분석하여 실시간 질병의 진행을 추적하는 기술

공간 오믹스 기반 단일세포 분석기술

생체 기관이나 조직 내 개별세포의 위치정보를 유지한 상태에서 오믹스 데이터를 확보하여 3차원적인 공간정보를 파악하는 기술

무세포 합성생물학

생명활동에 필요한 최소요소(DNA, 단백질 등)로 구성된 무세포 환경에서 유용한 기능을 수행하는 생명 시스템을 제작하는 기술

바이오파운드리

로봇과 AI 기술을 융합한 바이오 첨단기술로서 DNA 조립에서부터 세포 개량까지의 복잡한 과정을 빠른 순환 공정으로 구현하는 기술

디지털 치료제

기존의 먹는 알약이나 주사제가 아닌 디지털기술(소프트웨어)을 기반으로 질병 예방, 관리 및 치료하는 신개념 의약품

식물 종간 장벽제거기술

식물 생식기관에서 종간 장벽 역할을 하는 단백질의 재설계와 도입을 통해 교배가 어려운 두 종간의 교배 효율을 향상시키는 기술

엽록체 바이오공장

식물 세포 소기관인 엽록체를 이용하여 유용한 외래 단백질 등을 대량 생산하는 기술

플라스틱 분해 인공미생물

합성생물학을 통해 플라스틱 분해능을 보유한 미생물을 상향식(bottom-up) 방식으로 개발하는 기술

역노화성 운동모방 약물

실제 운동을 하지 않아도 운동효과를 나타내어 근육노쇠 등 노인성질환을 예방할 수 있는 약물

자기조직화 다세포 구조

합성유전회로(synthetic genetic circuits)를 설계하여 생물의 능력을 모방할 수 있는 맞춤형의 3D 구조(조직)를 제작하는 기술

광의학 치료기술

특정 파장대의 빛과 광민감제(photosensitizer)를 암세포의 내부로 도입시켜 그 빛을 이용하여 암세포를 제거하는 기술

암 오가노이드 연계 면역세포 치료기술

암환자 세포 유래 암 오가노이드를 이용하여 환자 맞춤형 면역세포치료제를 생산하고, 이를 항암치료에 활용하는 기술

조직별 면역세포 세포체 지도

조직 특이적 면역세포의 종류, 기능 및 상호 관계를 이해하기 위해 세포체의 전체상을 파악하고 시각화하는 기술

DNA 기록기술/분자레코딩

생물학적∙인공적 정보를 살아있는 세포 내에서 처리하고 저장할 수 있도록 DNA를 역동적인 기록 매개체로 활용하는 기술

유전자회로 공정 예측기술

빅데이터로 기계학습 된 시뮬레이션으로 합성유전자회로의 최종출력(소재∙물질 생산능 등)을 예측하는 기술

미토콘드리아 유전체편집을 통한 대사조절기술

에너지 생산기관인 미토콘드리아 유전체편집을 통해 식물의 물질대사를 조절하고 생산성을 증대시키는 기술

식물공장형 그린백신

식물공장 생산방식을 적용하여 부작용이 적고 효율적인 식물백신을 대량으로 생산하는 기술

생체 내 유전체 편집기술

유전자 가위기술을 이용하여 개체 내 세포를 대상으로, 그 내부의 특정 유전자를 편집하여 질병을 치료하는 기술

유전자 복원기술

생태계 및 시스템 내에서 원치 않는 유전자 변이를 제거하여 유전적 기준선(genetic baseline states) 상태로 복원하는 기술

차세대 항암백신

활성이 없는 다양한 암 유발 바이러스 인자들의 동정과 분석에 관한 빅데이터를 통해 고효율의 암 발생 예방 및 치료적 접근이 가능한 백신물질을 개발하는 기술

탄소자원화 광합성 세포공장

이산화탄소 저감 및 탄소자원화 능력을 갖는 광합성 세포공장 시스템을 구축, 이를 활용한 고부가소재를 생산하는 기술

합성 배아

줄기세포를 이용하여 인공적으로 배아 및 배아성장에 필요한 태반과 유사 구조체를 제작하는 기술

인공효소 체인

세포 내 연쇄반응인 생합성 대사경로를 이용, 인공적으로 합성한 체인형식의 효소 연쇄반응 공정을 통해 바이오연료 및 다양한 소재 생산효율을 극대화하는 기술

오가노이드 기반 생체모사기술

줄기세포, 3D 프린팅기술 융합 등을 통해 제작된 오가노이드를 이용하여 복잡한 생체시스템(순환계, 신경계, 소화계, 개체 전체 등)을 모사하는 기술

단일 뉴런 분석기술

단일뉴런의 유전자 발현, 단백체 결합, 연결성, 신경활성 변화 등을 종합하여 신경조직 간 네트워킹을 파악하는 기술

유전체 편집 기반 양적형질 조절기술

양적형질(quantitative traits)에 관여된 여러 개의 타겟 유전자를 동시에 편집하여 동·식물의 형질을 강화/개량하는 기술

식품 유해성분 동시검출 센서

안전한 먹거리 검증을 위해 식품 내 미량 포함된 인공색소, 중금속 등을 동시에 검출하는 기술

유전자 편집을 통한 질병치료기술

질병 관련 유전자의 편집을 통해 희귀유전질환 등 질병을 치료하는 기술

단일세포 유전체 분석기술

단일세포 수준에서 유전자 돌연변이, 전사체의 변화 등을 분석하는 기술

순환 종양세포 DNA 탐지기술

혈액 내 종양세포의 분자적 특성 분석을 통해 암의 전이 및 내성 기전을 이해하여 암 치료에 기여하는 기술

역학정보 분석기술

인공지능 및 빅데이터 분석 기술을 활용한 감염병 발생과 바이러스 확산을 예측하는 기술

웨어러블 건강관리 기술

생체신호(맥박, 체온, 혈압, 심전도 등)의 실시간 수집을 위한 웨어러블기기의 제조 및 데이터 분석을 통한 건강 관리기술

후성유전학적 발생·분화 조절기술

후성유전학적 방법으로 발생 및 분화과정에서 광범위한 유전자들의 발현을 조절하는 기술

생체 내 직접교차분화기술

세포의 체외조작 없이 생체 내에서 직접교차분화를 유도하여 세포의 운명을 바꾸는 기술

연속식 혈당측정기술

혈액 채취 없이 비침습적인 방법으로 혈당을 연속적으로 측정하는 센서의 고도화 기술

모바일 인공지능 진단기술

모바일기기에 내장된 센서에 의한 데이터와 문자, 음성, 이미지 등의 빅데이터 수집 및 분석을 통해 질병 예방, 진단, 치료에 응용하는 기술

대규모 임상-유전체 정보관리기술

환자의 다중 임상 데이터 표준화 및 이를 유전정보와 연계, 관리하는 기술

체내 이식형 스마트 바이오센서

바이오센서의 최종 형태로 implantable(인체에 심을 수 있는) 제품. 인체의 피하에 삽입형 센서로 혈류량, 혈압, 혈당, 콜레스테롤 수치 등의 다양한 정보를 통신하게 됨. IoT, M2M 등 통신 인프라와 맞물려 새로운 부가가치 창출.

차세대 유전체분석 칩

언제/어디서든 NGS데이터를 생산할 수 있는 간편한 device 개발 기술 → 유전체시장의 확대를 위해서는 정보생산의 확대가 필수적임

개인 맞춤형 마이크로바이옴

개인유전체 정보별 정상균총의 변화와 이를 기반으로 하는 질환예측 기술 (예: 유전체변화에 따른 식생활의 변화는 정상균총의 변화를 초래하고 이것이 질병으로 이어지는 것을 예측)

유전자 교정세포 3D 프린팅

유전성 질병 환자유래 세포의 유전자 교정과 교정된 세포를 프린팅하여 원하는 조직을 대체/치료하는 기술

운동효과 바이오닉스

노화에 따른 근육감소 예방 및 근육량 유지를 위한 전기자극 이용 운동효과 증강 슈트

지능형 환자 맞춤약

인간개체가 보유하고 있는 유전체적 차이 (DNA level)에 따른 약물 반응이 아니라 약물에 반응하여 발현되는 expressome을 분석하여 좀 더 정밀한 약물반응성을 분석하고자 하는 시도. 개체간 차이 분석을 위한 시료확보를 위해 iPSC 기술 적용이 필수적임

사이버 메이트 헬스케어

개인 유전체정보를 재구성하여 제작한 사이버상의 아바타 제작 기술 혹은 개인 유전체정보를 가진 세포로부터 구성한 환자 질환모델 아바타를 제작하는 기술

퍼스널 노화속도계

노인성질환 발병 후 진단이 아닌, 발병 전 예방을 위한 노화속도 측정 기술 (정확한 노인성질환 발병 시기 예측을 통한 예방)

4D 세포 추적기술

3차원적 조직의 발달을 시간적인 변이 양상과 결합하여 in vitro에서 분석할 수 있도록 하는 기술. 현재의 이차원적인 세포배양이 아닌 3차원적인 조직의 발달 및 반응을 예측하고 분석하는 것은 in vivo현상을 직접적으로 이해하는데 필수적이므로 미래의 생명과학은 이와 같은 방향으로 발전할 것으로 예측됨. 이를 위해 아래의 세부기술이 필요함

인지/감각기능 증강용 가상현실

BT-IT 융복합 상호 교류형 virtual reality 기반 가상현실 기술을 통해 노인 인지기능 향상 및 치매예방 가능