(교육 Ⅰ) 미생물 공정을 통한 바이오화학제품의 생산

1. 교육 목적

○ 미생물 공정을 통한 재조합 단백질 및 바이오화학제품 생산에 관련된 연구개발자들에게 균주개발, 배양공정, 분리정제 및 LMO 인허가 관련 이슈를 포함한 전 범위적인 교육이 실시됩니다.

○ 본 교육에서는 △미생물 균주 개발 및 관리 △미생물 균주 개발을 위한 유전자 편집기술 및 가상세포 모델링과 분석 △바이오화학소재 생산공정 개발 △바이오의약소재 분리정제 기술 △바이오화학소재 분리정제 기술 △산업용 LMO 허가 및 관리 등의 내용을 제공하고자 합니다.

○ 관심있는 실무연구자 및 관련 분야의 취업을 원하는 대학원생 분들의 많은 참여바랍니다.

2. 교육 개요

○ (교 육 명) 미생물 공정을 통한 바이오화학제품의 생산

○ (일    정) 2019년 10월 10일(목) 09:00 ~ 17:00

○ (장    소) 대구 엑스코 3층 강의실

○ (주    최) 한국생물공학회

○ (과    정) 총 9개 과정

○ (대    상) 바이오 화학 및 제약 분야 재직·연구자, 관련 전공 대학원생

3. 교육 신청 방법

○ (신청방법) 온라인으로 교육 신청 및 등록비 납부

※  http://www.ksbb.or.kr/abstract/2019_fall/program/tutorial.html

○ (등록비) 100,000원 (학회 미등록자) 50,000원 (학회 등록자)

※ 본 교육워크샵은 2019 한국생물공학회 추계학술대회와 동시 개최합니다.

○ (제공) 교육 자료집, 교육장 출입증, 수료증

○ (문의처) 한국생물공학회 Tel 02-557-2526, e-mail : ksbb@ksbb.or.kr

4. 교육 내용

날짜 (요일)	시간	발표자		강의제목
2019.10.10	09:00~09:40	이상준 교수 (중앙대)		최신 유전체공학 기반 미생물 균주 개발
	09:40~10:20	안정오 책임기술원 (KRIBB)		산업 미생물 개발 Case study
	10:20~10:40			휴 식
	10:40~11:20	이동엽 교수 (성균관대)		시스템생명공학기반의 가상세포 모델링과 인실리코 분석을 통한 미생물 생산 균주 개발
	11:20~12:00	우한민 교수 (성균관대)		최신 유전자편집기술을 이용한 산업미생물 균주 개발
	12:00~13:00			중 식
	13:00~13:40	이홍원 책임연구원 (KRIBB)		바이오화학소재 생산공정 개발 Case study I
	13:40~14:20	남진식 실장 (대상)		바이오화학소재 생산공정 개발 Case study II
	14:20~14:40			휴 식
	14:40~15:20	이은교 센터장 (KRIBB)		바이오의약·소재 분리정제기술개발
	15:20~16:00	박종기 책임연구원 (KIER)		바이오화합물 분리정제 기술
	16:00~16:40	박경문 교수 (홍익대)		국내 산업용 생산공정이용 LMO 허가 및 관리
	16:40~17:00			설문 및 질의 응답

※ 상기일정은 당일 상황에 따라 변경될 수 있습니다.

5. 주요 강의 내용

09:00~09:40		최신 유전체공학기반 미생물 균주 개발
이상준
내용 요약
지난 몇 년간 차세대 DNA 염기서열 분석기술을 바탕으로 미생물이 가지고 있는 유전체정보를 손쉽게 파악할 수 있게 되었고, 또한 최근에는 염기서열을 편집할 수 있는 CRISPR 유전자가위기술이 점차 보편화되어 가고 있다. 이러한 최신 유전체공학 기술을 이용하여 산업에 필요한 미생물 균주를 어떻게 개발하고, 또 업그레이드시킬 수 있는 지에 대해서 몇 가지 사례를 들어 설명하고자 한다.
주요 강의 내용
미생물 균주개발 기술의 발전 최신 유전체 편집기술의 현황 산업미생물 균주 개발 사례

09:40~10:20		산업 미생물 개발 Case study
안 정 오
내용 요약
전통효모인 Saccharomyces cerevisiae를 비롯한 다양한 효모 종들이 근래에 합성생물공학기술로 말라리아 치료제에서 마약진통제까지 생산하는 정밀화학공장으로 각광을 받고 있다. 본 강의에서는 효소, 단백질 및 화학소재 등 바이오소재 대량생산을 위한 전통효모 S. cereivisiae와 Pichia pastoris, Yarrowia lipolytica 및 Candida species 같은 비전통 효모기반 산업 미생물 개발을 위한 균주 분리, 발현시스템 제작 및 유전공학 툴(genetic engineering tool)들의 개발과정에서 고려해야할 사항들을 한국생명공학연구원내의 바이오상용화지원센터에서 수행한 사례중심으로 소개하고자 한다.
주요 강의 내용
효모기반 산업 미생물 개발 사례 효모기반 바이오소재 생산기술 개발 사례

10:40~11:20		시스템생명공학기반의 가상세포 모델링과 인실리코 분석을 통한 미생물 생산 균주개발
이동엽
내용 요약
최근에 high-throughput 장비에서 얻을 수 있는 다양한 오믹스데이터를 분석하여, 미생물의 특성을 파악하고, 생산성을 증가하도록 균주를 개량하는 다양한 시도들이 활발히 이루어지고 있다. 이와 더불어, 수학적 모델을 이용하는 인실리코 기법들을 통해 세포내의 복잡한 대사 및 조절과정의 기작을 통합적으로 구성하고, 고찰할 수 있는 연구들이 새롭게 각광받고 있다. 본 강의에서는 일반적으로 많이 쓰고 있는 Flux balance analysis 기법과 관련 툴들을 간단히 소개하고자 한다. 그리고, 시스템생명공학 기반의 가상세포 인실리코 분석을 통해 어떻게 새로운 대사 합성경로를 설계하고, 유전자 타겟팅 및 대사공학을 통해 생산성을 증가하도록 균주를 개량하는지에 대해서 몇가지 사례중심으로 소개하고자 한다.
주요 강의 내용
시스템생명공학 및 가상세포 모델링 소개 Flux balance analysis (FBA)기법 및 관련 툴 소개 모델기반의 인실리코 균주개량 기법 소개 산업균주 개량을 위한 인실리코 타켓팅 및 디자인

11:20 ~ 12:00		최신 유전자편집기술을 이용한 산업미생물 균주 개발
우한민
내용 요약
크리스퍼 시스템과 RNA-가이드된 Cas9 활성의 발견으로부터 최근 6년간 엄청난 생화학적 지식이 축적되었고 그 응용기술이 개발되고 있다. 따라서 효율적 산업균주의 개발을 위한 유전자편집기술(CRISPR-Cas9, Cas12a 등)의 최신 내용을 소개 하고자 한다. 본 강의는 유전자 편집기술에 대한 전반적인 내용을 이해를 하고 크리스퍼 저해기술 및 크리스퍼-Cas9 genome editing을 위한 sgRNA디자인에 대한 기초적인 내용을 소개하고자 한다. 마지막으로 유전자편집기술을 이용한 Non-GMO균주개발에 대한 국내외 허가에 대한 이슈를 논의한다.
주요 강의 내용
크리스퍼 및 Cas시스템의 기초 지식 및 이해 크리스퍼 Cas시스템을 이용한 Non-GMO개발에 대한 국내외 인허가 크리스퍼-Cas시스템을 이용한 최신 균주개발 동향

13:00~13:40		바이오화학소재 생산공정개발 Case study I
이홍원
내용 요약
최근의 지속가능 경제 및 산업을 위한 기술로서 바이오매스로부터 범용 석유화학소재 생산을 위한 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 Case study에서는 범용석유화학소재인 나일론( Polyamide) 단량체를 생물학적 기술을 적용한 공정개발 과정(생산균주와 공정개발)에서는 발생되고 있는 다양한 문제의 해결과 생산성 향상을 위한 전략과 연구개발 과정을 소개하고자 한다.
주요 강의 내용
바이오화학소재(Polyamide monomer) 균주개발 사례 바이오화학소재(Polyamide monomer) 배양공정 개발 사례 바이오화학소재(Polyamide monomer) 산업공정 Scale-up 개발 사례

13:40~14:20		바이오화학소재 생산공정 개발 Case study II
남진식
내용 요약
생산 스케일의 미생물 배양 및 분리정제 과정은 종종 예상치 못한 문제점들로 인한 어려움을 겪게 된다. 스케일업 과정에서 나타날 수 있는 문제점들을 미리 예측하고 이에 대비하는 것은 제품 생산의 효율성과 경제성 제고에 있어 매우 중요한 요소라고 할 수 있다. 이 강의에서는 바이오화학 제품의 생산에 있어 제조공정 개발과정 전반에 대한 설명과 함께 효과적인 스케일업 전략을 사례 중심으로 소개하고자 한다.
주요 강의 내용
바이오화학제품의 생산공정 및 제품설계 스케일업 전략 및 공정관리

14:40~15:20		바이오의약∙소재 분리정제기술개발
이은교
내용 요약
바이오의약품 및 소재의 대량생산을 위해서는 다양한 분리정제공정을 활용하게 되는데 이때 사용되는 분리정제기술에 대한 전반적인 소개와 함께 핵심공정이라 볼 수 있는 막분리와 크로마토그래피 공정에 대해 실무적으로 다루어야 하는 부분에 대해 논의하고자 한다. 이와 더불어 최근의 분리정제기술의 변화를 살펴보고 방향성을 예측하고자 한다.
주요 강의 내용
• 바이오공정 분리정제기술 • 바이오의약품 분리정제기술(막분리와 크로마토그래피) • 불순물관리 • 기술발전방향

15:20~16:00		바이오화합물 분리정제 기술
박종기
내용 요약
바이오공정으로 생산되는 화합물은 화학공정으로 합성되는 것과 달리 저농도 수용액으로부터 분리회수하고 정제하여야 하는 특징이 있다. 물보다 고비점인 화합물을 농축하기 위하여 증류공정으로 적용할 경우 과도한 에너지를 소비하게 되는데, 직접적인 증류공정 외에 에너지를 절감할 수 있는 분리정제 기술에 대하여 2가지의 예로 소개하고자한다. 물과 불균일성 공비점을 형성하는 이소부탄올을 분리정제하는 예와 저농도 초산 수용액으로부터 초산을 회수하는 공정의 예를 통하여 에너지 절약형 바이오화합물 분리정제 기술을 소개할 것이다.
주요 강의 내용
바이오공정으로 생산되는 저농도 이소부탄올을 흡수공정으로 회수하고 이를 증류하여 고농도로 정제하는 공정에 대한 실험 및 전산모사결과 소개 바이오공정에서 배출되는 저농도 초산을 친유기성 용매를 이용한 추출, 그리고 추출액으로부터 증류공정으로 고농도의 초산을 생산하고 용매를 환류시키는 공정에 대한 전산모사 결과 소개

16:00~16:40		국내 산업용 생산공정이용 LMO 허가 및 관리
박경문
내용 요약
Cartagena 의정서에 따른 living modified organism(LMO)의 관리를 위한 국내법에 대한 소개 및 국내 이행 절차에 대한 소개를 통해 학연의 LMO R&D 활동이 기업체들과 원활한 협력을 유도한다. 산학연 연구자들의 LMO법에 대한 이해를 통해 초기 연구 단계부터 상업화를 고려한 host, vector, 도입유전자 등을 선정하여 연구를 추진할 수 있도록 연구자들의 이해를 도모한다.
주요 강의 내용
국내 LMO 관리 현황 산업용 LMO 관리 현황 및 절차 산업용 LMO 위해성 심사 및 안전관리

이상준 (Sang Jun Lee), Ph.D.

중앙대학교 시스템생명공학과 교수

학력 사항:

한국과학기술원 생물과학과 박사

한국과학기술원 생물과학과 석사

고려대학교 농화학과 학사

경력사항:

2004~2009 美국립보건원(NIH) Research Fellow

2009~2016 한국생명공학연구원 선임연구원, 책임연구원

2017~현재 중앙대학교 시스템생명공학과 교수

중점 연구관심분야:

미생물 대사공학 / 합성생물학

미생물 유전체공학

안정오 (Ahn, Jungoh), Ph.D.

한국생명공학연구원 바이오상용화지원센터 책임기술원

학력 사항:

연세대학교 공과대학 화학공학과 박사

연세대학교 공과대학 화학공학과 학사

경력사항:

2004~현재 한국생명공학연구원 바이오상용화지원센터 책임기술원

2011~현재 연합과학기술대학원(University of Science) 부교수

중점 연구관심분야:

산업 미생물 개발

생물공정(발효·분리·정제) 개발

이동엽 (Dong-Yup Lee), Ph.D.

성균관대학교 화학공학부 교수

학력 사항:

한국과학기술원 생명화학공학과 박사

한국과학기술원 생명화학공학과 석사

연세대학교 공과대학 화학공학과 학사

경력사항:

2018~현재 성균관대학교 화학공학부 교수

2005~2018 싱가포르국립대 생명화학공학과 교수

2005~2018 A*STAR BTI 국가연구소 선임연구원

2004~2005 한국과학기술원 생물정보연구센터 선임연구원

중점 연구관심분야:

Systems Biotechnology/Bioinformatics

Machine learning and deep learning

Gut, soil, food and skin microbiome and (synthetic-)microbial community interactions for health, environment, (agro-)biotechnological and cosmetic applications

우한민 (Han Min Woo), Ph.D.

성균관대학교 식품생명공학과 교수

학력 사항:

독일 뒤셀도르프대학교 미생물학 박사 (2010)

KAIST 생명화학공학과 공학 석사 (2006)

고려대학교 화공생명공학과 학사 (2004)

경력사항:

2016~현재 성균관대학교 식품생명공학과 교수

2011~2016 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 선임연구원

2010~2011 미국 로렌스버클리국립연구소 박사후연구원

중점 연구관심분야:

대사공학, 합생생물학, 유전자편집기술, 자동화균주제작기술, 시스템즈생물학

미생물균주개발, 고속 스크리닝기술, 유도실험실진화기술

산업바이오, 그린바이오, 바이오리파이너리, 이산화탄소의 생물학적 전환 기술

이홍원 (Hong-weon LEE), Ph.D.

한국생명공학연구원 바이오혁신사업부 책임연구원

학력 사항:

· (프)꽁삐엔느 공과대학(UTC) 생물공학 석사/박사

경력사항:

· 2018.12 . 현재 : 한국생명공학연구원 기술사업화지원센터장(겸) 바이오경제혁신사업부장

· 2010. 9 . 현재 : 과학기술연합대학교대학원 생물공정공학 전임교수

· 2015. 1 . 현재 : 중소벤처기업부 중소기업분재조정위원회 위원

· 2014.9 – 2017. 4 : 한국생명공학연구원 바이오인프라총괄본부장 바이오상용화센터장(겸)

· 2009.1 – 2010.12 : 대통령직속 지역발전위원회 평가자문위원

· 2007.1 – 2009.12 : 과기부/산업부 전략기술자문위원회 위원

중점 연구관심분야:

· 바이오화학소재 생산공정 개발 및 Scale-Up

남진식(Nam Jin Sik)

대상주식회사 소재BU 혁신기술본부 기술지원실/실장

학력 사항:

부산대학교 자연과학대학 미생물학과 학사/석사

경력사항:

1992.11~ ㈜ 대상 근무

2001.10~2011.12 인도네시아/베트남 해외 주재 근무

2019.01 ㈜ 대상 기술 지원실장

중점 연구관심분야:

신제품 현장 적용 및 현장 프로세스 혁신

이은교 (Lee Eun Gyo), Ph.D.

한국생명공학연구원 바이오상용화지원센터 센터장

학력 사항:

한국과학기술원 화학공학과 박사

경력사항:

2004~현재 한국생명공학연구원 바이오상용화지원센터

중점 연구관심분야:

바이오의약 생산공정개발

산업 세포주 구축 및 고발현 벡터 개발

동물세포배양 합성배지개발

분리장제기술 및 생산장비개발

박종기 (Jongkee Park), Ph.D.

한국에너지기술연구원

청정연료연구실/책임연구원

학력 사항:

오클라호마 주립대 화학공학과 박사

한국과학기술원 화학공학과 석사

아주대학교 화학공학과 학사

경력사항:

1994-1995	한국화학연구원 Post-Doc

1995–현재	한국에너지기술연구원 선임연구원, 책임연구원

중점 연구관심분야:

에너지절약형 화학공정 개발(증류, 반응증류, 추출, 추출증류, 훕착)

공정모사

박경문 (Kyungmoon Park), Ph.D.

홍익대학교(세종) 바이오화학공학과 교수

학력 사항:

콜로라도주립대학교 생물공학 박사

매릴랜드대학교 생물공학 석사

경력사항:

2004 ~ 현재 홍익대학교 바이오화학공학과

2011 ~ 2013 한국산업기술평가관리원 바이오PD

2013 ~ 2018 한국한업기술평가원 이사

1997 ~ 2000 산업자원부

2000 ~ 2004 ㈜유진사이언스 신사업/연구 전무

중점 연구관심분야:

바이오화학소재 생산