대체육·배양육 시장분석 3. 기술 현황 - 배양육 ①

나. 배양육

< 그림 >&nbsp; 배양육 생산 과정

- 배양육은 소재 발굴과 생산에 필요한 세포, 배지·배양액, 지지체, 배양기(Bioreator)등을 분석

 

□ 현재 기술 한계점

○ 현재 무항생제 배양육을 만들어낼 기술은 없음

○ 현재 기술로는 성장을 촉진시키는 기술이 필수. 성장촉진제의 장기적인 영향에 대한 연구가 필요하므로 완전히 상용화 되려면 상당한 시일이 걸릴 것으로 예상

○ 세포 증식 한계로 인한 세포 조직 채취가 지속적으로 필요

- 무한증식을 하는 세포는 결국 일종의 암세포로 식품으로 사용 시 안전성 의혹이 제기될 수밖에 없음

 

1) 세포(Cells)

□ 근육조직을 만들어내야 하는 세포배양육 생산은 세포에서 출발

○ 특정 세포들을 조직에서 분리하고, 세포 수를 늘려 근육의 형태로 만들어야 함

○ 세포 배양육에 사용되는 세포는 주로 근위성세포(Myosatellite cell, 근육위성세포, 근육줄기세포), 배아줄기세포 (Embryonic stem cell), 유도만능줄기세포(Induced pluripotent stem cell) 등

- 이 외에 다른 세포를 이용하여 근육세포로 자라게 하는 전환분화(transdifferentiation), 인위적이지 않은 세포변이를 세포주로 만드는 자연적 불멸화 세포주(naturally immortalized cell)를 이용 하는 회사들도 존재

○ 근육줄기세포는 근육에 상처를 받거나 손상이 있을 경우 매우 빠르게 근육세포로 분화하려는 성질을 갖고 있어 고유의 근육줄기세포를 확보하기에는 매우 어려운 부분이 존재

 

<표> 세포 배양육에 사용 되는 세포별 특징

	근육줄기세포 (Myosatellite cell)	배아줄기세포 (Embryonic stem cell)	유도만능줄기세포 (Induced pluripotent stem cell)
개념	근육조직내의 줄기세포를 분리	수정란의 중기세포를 체외 환경에 적응시킨 것	체세포를 배아줄기세포와 유사하게 만든 것(GMO)
분화능력	뛰어남	약함	약함
안정성	뛰어남	약함	약함
특징	• 개체간의 편차 존재 • 저비용 배양 가능 • 인위적 조작 최소 • 개체간 편차만 줄일 수 있다면 고품질 대량 생산에 용이	• 세포 균일성 뛰어남 • 고비용 • 배양기간이 길어지면 변이 축적 가능성 증가	• 세포 균일성 뛰어남 • 고비용 • 배아줄기세포 보다 확보 용이 • GMO로부터 자유롭지 못함

2) 배지·배양액(Culture media)

⓵ 소태아혈청 배지·배양액

□ 소태아혈청 배양액은 세포 배양에 유용하게 사용되지만 대량생산에는 부적합

○ 세포를 체외(in vitro)에서 배양하기 위해 널리 쓰이는 소태아혈청(Fetal Bovine Serum, FBS)은 성장인자 등 세포가 자라는데 필요한 요소들을 두루 함유. 그러나 가격이 비싸고, 생산량이 한정적이며, 제조 배치마다 품질의 편차도 존재하기 때문에 세포배양육의 대량생산에는 적합하지 않음

- 특히 소태아혈청은 도축 당시 임신 상태에 있는 소의 태아에서 혈액을 채취하기 때문에 품종, 개체, 임신 기간에 따라서 품질이 다를 수 있어 세포배양육의 대량생산에 사용이 적절하지 못함

- 전 세계 생산량이 연간 80만 리터 정도인데, 이는 현재의 기술력으로는 2,240kg의 세포배양육을 제조할 수 있는 양에 불과

- 세포배양육이 동물의 윤리적 문제를 해결하기 위한 목적도 가지고 있는 것을 고려하면, 세포배양육을 만드는데 소태아혈청의 사용은 용납되지 않을 것으로 사료

 

➁ 무혈청 배지·배양액

□ 배양육의 대량생산을 위해서는 무혈청 배지·배양액의 개발이 필수

○ 소태아혈청을 대체하기 위해 화학물질, 재조합 단백질을 배양액으로 사용하려는 연구 진행 중

- 호주의 Heuros는 유전자 조작 없이 재조합 단백질을 합성하여 항생제, 호르몬 및 혈청이 함유되지 않은 배지를 연구. Mosa Meat 그리고 Super Fields 등의 회사도 무혈청 배지 개발에 착수

- 세포 배양액 국내기업인 씨위드는 남세균 (cyanobacteria) 추출물을 소태아혈청 대체재로 사용하는데 남세균은 광합성이 가능하기 때문에 비용이 저렴하다는 것이 장점이지만 소태아혈청을 완전히 대체할 수는 없는 것으로 알려져 있음

- 국내기업인 셀미트는 자체 무혈청 배양액을 개발하여, 세계최초 독도새우 배양에 성공

○ 소태아가 아닌 다른 동물자원을 가공하여 배양액을 얻으려는 노력을 하는 회사들도 존재