MIT White Paper on Convergence 요약

 

The Convergence of the Life Sciences, Physical Sciences, and Engineering (2011, MIT)

 

1. Overview of Convergence

 

융합이란 서로 다른 기술을 결합하고 다른 과목과 방법들을 통합된 하나로 발전시켜서 새로운 길을 열고, 기회를 가져오는 것을 의미한다. 융합은 공학, 물리학, 생명과학 등의 다른 분야의 연구그룹의 협업과 서로 멀리 떨어져있고 어쩌면 상반되는 것처럼 보였던 방법론들을 통합하는 것을 포함한다. 우리는 융합을 혁신으로 가는 청사진으로 보고 있다. 융합 혁명은 패러다임 쉬프트이지만, 하나의 학문 내에서의 쉬프트가 아니다. 융합은 모든 연구가 수행될 수 있는 방법론에 대해 폭넓게 재사고하는 것을 의미한다. 그리하여 미생물학부터 컴퓨터공학, 공학디자인까지 넓은 범위의 지식들을 이용할 수 있다. 

 

학제간 연구를 통해 우리의 지식이 확장되고 새로운 치료법이 발견된다는 점에서, 융합의 주요 수혜자는 생의학이 될 것이다. 나노스케일의 약물 전달 메커니즘, 화학의 발전, 진단 기술의 발전, 컴퓨터 모델을 통한 질병 예측, 유전자 질환의 치료, 개인화된 치료를 위한 가격경쟁력있는 분석 등의 성과를 내고 있다. 융합은 기본적으로 학제간 연구의 성격을 가지고 있으므로, 기존의 학과별로 구성된 대학교나 기관별로 지원하는 자금 지원구조의 개편이 필요하다. 융합은 의학뿐만 아니라 에너지, 식량, 기상, 수질 등 다른 부문에서도 큰 발전을 가져올 수 있지만 본 백서에서는 융합의 가장 큰 효과를 설명할 수 있는 바이오 부문을 다룰 예정이다.  

 

<최근 생의학의 발전>

최근 생명과학 50년 내에 가장 드라마틱한 발전은 분자 세포 생물학과 유전자학이다. 이 두가지 혁명이 현재 융합 혁명을 이끌고 있다.  

 

첫번째 혁명 : 분자세포생물학

이 혁명은 1953년  DNA의 구조 발견으로 시작되었다. 70년대 초에는 유전공학의 발전이 있었다. 연구자들은 세포 내부를 분자 단위로 이해함으로서 질병을 완전히 이해할 수 있다고 결론지었다. 이 과정을 통해 암과 다른 질병에서 큰 발전을 이루었다. 1974년 NIH의 국립 암센터(NCI)는 암 연구를 위한 리서치 센터(CCRs)들을 갖추고, 분자 생물학, 면역학, 세포 생물학, 바이러스학, 유전학, 암 화학 전문가들이 암 생물학자, 종양학자, 예방 전문가 및 의사들과 협업할 수 있게 했다. CCRs를 통해 과학적 발전은 혁신적인 지원 메커니즘을 가진 기관을 필요로 한다는 점이 인식되었다. 곧이어 기업들이 동참하기 시작하며 대학의 연구자들이 새로운 기술을 제품화하기 시작했다. 

 

두번째 혁명 : 유전자학

최근 수십년내의 발전 중 두번째로 중대한 발전은 유전자학의 발전이다. 유전자학은 생명체의 전체 유전자를 기본 DNA 배열을 읽어내고, 개별 유전체의 물리적 위치를 파악하고, 유전자간의 현상을 이해하는 것을 망라한다. 최초에는 에너지부처의 자금지원으로 시작되었으나 시간이 지나며 NIH로 이관되었다. 더 빠른 분석기계를 도입과 훨씬 짧은 기간 내에 유잔자의 배열을 알아내는 컴퓨터 기술을 통해 연구는 크게 가속화되었다. 이후 과학 역사상 가장 창의적인 경쟁이었던 인간 게놈 프로젝트가 시작되었다. Francis Collins  가 이끄는NIH의 휴먼게놈프로젝트와 Craig Venter가 이끄는 Celera팀이 새로운 기술을 적용하고 기존의 매핑 결과에 결합하기 위해 경쟁했다. 두 팀 모두 같은 날 Nature and Science 매거진에 인간 게놈 지도를 발표하며 성공했다. 이는 인간 질병의 기초를 이해하는 데 큰 도구가 되었다. 게놈지도는 생명공학의 새로운 시대를 열었다. 분자생물학이 세포 안을 “하드웨어” 수준으로 이해하도록 만들었다면, 유전체학은 세포의 활동을 “소프트웨어” 차원에서 이해할 수 있게 했다. 

 

세번째 혁명 : 융합

현재 과학 연구에서 가장 흥미진진한 분야는 분자세포 생물학이 유전체학, 공학, 물리학과의 결합이다. 융합은 한 학문에 다른 학문의 방법론을 이식하는 일방향적 과정이 아니다.융합은 진정한 상호 교류의 결과이다. 많은 대학 주도 연구센터들이 나타났고, 생명과학자들이 물리학자 및 공학자와 협업하고 있다. NIH는 중대한 역할을 했고 특히 암 분야에서 돋보인다. NCI는 학제간 연구 및 대학간 프로젝트를 위해 8개의 나노테크놀로지 암 연구 센터를 설립했고, 9개의 암 생명공학 프로그렘 센터를 전국적으로 만들었다. 이 모든 기관들에서 공학, 물리학, 생명공학의 각 분야의 협업이 이루어지고 잇다. 1895년 X-레이의 발견, 1970년대 컴퓨터 단층촬영, 80년대 MRI 의 발견에 이르기까지 공학은 의학에 적용되어 왔다. 신형 DNA 시퀀서의 개발로 수십억 달러가 들던 게놈 분석을 1만달러 이하로 할 수 있게 되었다.

 

<생명공학에서 융합의 사례>

 

컴퓨터 생물학의 면역반응 적용 : 수퍼컴퓨터 기술로 시뮬레이션과 모델링 분석이 발전하여 유전자학의 혁명을 이끌었다. 생명공학은 컴퓨터, 물리학, 공학과 분자 생물학, 유전 생물학을 결합하여 새로운 치료법의 후보 유전자나 타깃 세포를 신속히 밝혀낼 수 있게 되었다. MIT의 Chakraborty 연구실은 병원체에 대한 선택적 면역반응 기전을 밝히기 위해 이론과 컴퓨터를 통한 접근방식을 택했다. 그 결과T임파구의 활동을 분자차원의 기전으로 밝혀냈다. 이 결과 인체 면역 작동 방식들이 새롭게 밝혀졌고, T임파구의 활동에 대한 완전한 이해를 기반으로 발전된 치료법의 세계를 열고 있다. 

 

실명 방지 이미징 테크놀로지 : 망막 조직 채취 검사는 망막에 손상을 가져오므로 레이저 이미징을 통해 실명을 초래할 수 있는 질병들에 대한 진단을 하고 있다. 90년대에 매우 짧은 시간 내에 측정할 수있는 광간섭단층영상(OCT)이 개발되었고, 2007년에는 1초당236,000개의 라인을 측정할 수 있는 새로운 OCT를 개발하였다. 이 기술은 다른 분야에서 초음파만큼이나 안과질환 진단에는 중요한 도구가 되었다. 새로운 OCT 기반 이미징 기술은 물리학, 광학, 전기공학, 생리학의 결합으로 의사들에게 망막의 미묘한 변화들도 잡아낼 수 있게 할 것이다. 이 결과 조기 치료가 가능하여 수많은 사람들의 의료비를 절감하고 삶의 질을 향상시킬 것이다. 

 

화학치료물질 정밀 전달을 위한 나노테크놀로지 : 연구진은 나노파티클을 이용하여 지속 항암 약제를 암세포에 직접 전달하기 시작했다. 나노파티클은 세포보다 아주 작은 크기이고 특정 세포에 수용되도록 처리되어 특정한 장소에 강력한 치료약을 주입할 수 있다. 이것은“스마트 폭탄”에 비유될 수 있다. 앱타머 추출과 안전한 나노파티클 생성, 세포를 파괴하지 않고 세포막을 통과하는 기술 등 몇가지 난관이 있었다. 기술진들은 재료과학, 공학, 화학, 생물학의 융합을 통해 나노스케일의 약물 전달을 통해 부작용 없이 표적 세포만 정확히 파괴하는 것이 가능할 것이다. 

 

뇌질환 치료를 위한 뇌이식 : 융합혁명은 뉴로사이언스에 큰 기회들을 가져오고 있다. 뇌는 가소성이 있다는 점이 밝혀졌고, 이 가소성은 학습과 기억 뿐만 아니라 정보 전달과 처리에도 발현된다. MIT의 Sur 등의 연구진은 최신 물리학, 공학을 이용하고 있다. 타분야의 기술을 이용한 뉴로사이언스는 뇌의 본성을 밝혀나가고 있다. 이러한 연구결과를 바탕으로 연구진들은 뇌질환의 혁신적 치료법들을 개발해가고 있으며, 언젠가는 체외에서 뉴런 네트워크를 생성하여 환자에게 이식할 수 있을 것으로 기대한다. 

 

종양진단과 약물전달을 위한 박테리아 가소성 : 의학연구자의 가장 큰 난관은 효과적으로 질병을 공격하면서 건강한 세포를 손상시키지 않는 것이다. 캘리포니아 대학의 Voigt 랩은 박테리아를 재프로그램하여 이를 해결하고 있다. 다른 박테리아에서 산소 농도 등을 통해서 밀도를 측정하는 밀도센서를 가져온 E.coli 박테리아를 만들었다. 특정 밀도 이상에서는 센서가 작용하여 세포 안으로 들어간다. 암세포는 매우 밀도가 높은 종양을 형성하기 때문에 박테리아 센서에 감지된다. E.coli가 항암제를 운반할 수 있도록 엔지니어링된다면 표적항암제가 된다. 화학을 통해 박테리아당 탑재 가능한 적합한 약물의 양을 계산하고, 생명정보학을 통해 더 적합한 박테리아 종과 센서 유전자, 항암제들을 찾아낼 수 있다. 그 결과 부작용은 줄이고 치료효과를 높일 수 있다. 

 

HIV 백신을 위한 siRNA : RNAi는 불필요한 특정 유전자의 발현을 억제하는 역할을 한다. 연구자들은 이 과정을 줄여서 short RNAi(siRNA)로 만들어서 질병와 관계되는 유전자의 활동을 중단시키는 방식을 만들었다. 이 방법은 매우 강력한 치료법이지만siRNA는 타겟 세포막을 통과하기가 어렵다. 나노기술을 이용하여 세포 안으로 주입하여 질병을 유발하는 개별 유전자를 무력화시킨다. MIT의 Sharp 랩은 HIV 침입과 복제에 관련한 유전자를 중지시키기 위해 siRNA를 이용하고 있다. 유전적 매커니즘이 유사한 다른 질병들에도 활용할 수 있다. 물리학과 공학의 발전이 가져온 나노테크놀로지가 siRNA와 결합하여 여러 질병들에 공통적으로 활용될 수 있는 치료법의 길을 열고 있다. 

 

암 전이를 감지하기 위한 CTC칩 : 암 정복은 수십년간의 숙원이었다. 효과적인 치료와 진단 기술을 위해서는 융합이 필수적이라는 것은 자명해지고 있다. 암 치료를 위해 물리학, 공학, 생물학, 약학을 함께 사용하면서 의료진들은 암을 생물학적 관점 뿐만 아니라 공학적인 관점으로 접근하는 포괄적인 치료법을 사용할 수 있다. 최근 Toner 팀은 암 진행 진단을 하는 작은 장치인 CTC 칩을 개발했다. 암 전이의 근원으로 파악되는 순환종양세포(CTC)의 진단이 빠를수록 치료 효과가 크다. 그러나 CTC는 매우 희박하게 존재하여 발견이 쉽지 않다. CTC칩은 항체로 코팅된 마이크로포스트 78,000개로 뒤덮인 작은 칩이다. 이 칩은 암 전이 환자의 99%를 진단할 정도로 정확하며 임상실험중이다. 물리학자, 공학자, 생물학자, 임상학자 등이 협업한  CTC칩은 융합의 큰 성과 사례이다. 

 

융합기술은 연구 지평을 넓혀주며 좀 더 개인화된 치료를 가능하게 하여 부작용을 줄여준다. 진행중인 융합 움직임에 대해 정부 차원의 지원을 요청한다. 이는 지식 그 자체를 위한 것이 아니라 미국인들의 후생과 미국경제의 발전을 위한 것이다. 융합에 투자하는 것은 현재의 질병문제를 해결할 뿐만 아니라 기술발전에서 미국의 국제 경쟁력을 위한 것이기도 하다. 

 

2. 융합을 지원하는 경제적 사례

 

경제학자이자 노벨상 수상자인 Robert Solow는 혁신과 경제성장의 상관관계를 분명하게 보여주었다. 2차대전 이후 미국은 혁신이 견인하는 상대적 우위전략을 채택했고 경제 성장을 이루었다. 90년대의 정보기술혁명이 성숙단계에 이르고 있으며 그 뒤를 바이오 혁명의 초기단계가 이어받고 있다. 미국이 생명과학, 물리학, 공학의 융합을 확장시킨다면 미국이 이끄는 혁신이 전세계로 확장되어 경제적 성과가 분명히 있을 것이다. 그 중심에는 융합을 어떻게 자본화하는 가의 문제가 있다. 

 

인구학적 도전과 혁신의 필요성

생명공학에 투자해야 하는 이유는 현재의 헬스케어 위기와 다가올 인구구성의 변화이다. 미국의 GPD 대비 의료비 지출은 다른 주요 선진국 대비 높다. 이것은 개인의 문제만이 아니라, 미국 대부분의 주에서 10% 이상의 의료비 지출이 이루어졌다. 2019년까지 매년6.1% 의 증가가 예상된다. 베이비붐 세대의 노령화와 함께 생명공학의 발전으로 수명이 길어지면서 의료 시스템은 새로운 잠재적 문제를 맞고 있다. 새로운 질병의 부상과 노령 케어이다. 주요 사망 질환에서 암이 심장질환의 자리를 대체한 것처럼 알츠하이머와 같은 것이 주요 문제가 될 수 있다. 2030년의 알츠하이머 인구는 현재 대비 50% 이상 증가한 770만명이 될 것이다. 미국이 직면한 인구구성 문제는 베이비붐 세대가 생산을 지속한다면, 일부 완화될 수 있다. 융합을 통한 헬스케어는 이 문제를 해결하는 단초가 될 수 있다. 

 

의회는 2010년 PPACA로 불리는 오바마케어를 통과시키며 헬스케어의 난관들을 해결하려고 노력하고 지만, 관련 비용이 어떻게 될지는 불분명하다. 비용통제는 매우 중요한 문제이다. 불행히도 PPACA는 혁신 관점이 매우 적다. 인구 문제는 곧 직면할 문제이다. 바로 지금이 연구자와 선구자들이 이러한 사회 변화 문제를 융합과 그 잠재적인 편익들을 통해 수용해야 하는 시점이다. 

 

생명공학 연구에 대한 정부 투자의 하이 리턴 : 정부 투자는 노령화로 인한 문제를 해결할 뿐만 아니라, 국가적 경제 효과를 가져올 것이다. 보통 새로운 의료기술연구에 투자할 때, 국가차원의 효과는 평가절하되는 경향이 있다. 전통적인 비용편익분석으로는 국민 건강 향상이 국가경제에 가져오는 영향을 담을 수 없기 때문이다. 건강 향상은 생애노동기간을 연장시켜 생산인구를 유지시킨다. 기대수명 1년 연장은 4%의 노동생산성 향상을 가져온다. 1970년에서 2000년 사이에 기대수명 연장은 매년 경제에 3.2조 달러의 효과를 가져왔고,암 사망률 1% 감소는 의료 경제에 있어서 5천억 달러의 절감을 가져온다. 

 

정부의 투자는 이러한 노력의 키다. 지난 30년간 NIH가 국민 건강을 위해 투자하는 것은 연 평균 44달러이다. 이 결과 미국인들은 6년의 수명을 연장했고, 더욱 건강한 노년을 맞고 있다. 심장 분야에는 매년 4달러를 투자한 결과 1975년 대비 치명적 심장질환이 60% 감소했다. HIV에 대한 투자로 1.4조 달러의 경제 효과를 가져온다. 에이즈 환자들은 병상을 차지하는 대신 경제활동을 지속한다. 이러한 경제효과 이외에도 NIH의 투자는 일자리 창출, 새로운 상품과 용역을 창출함으로서 직간접적인 경제 효과를 창출한다. 2007년 NIH가 전국에 투자한 230억 달러는 500억 달러 이상의 상품과 용역 생산 효과를 가져왔다. 그리고 같은 해 평균 5만2천달러의 임금의35만개 일자리를 창출했다, 이는 미국 평균 임금인 4만2천 달러보다 훨씬 높다.

 

기초 생명공학 연구에 투자하는 것은 매우 중요하고 비용대비 생산성이 높다. 미국 정부가 연구 및 기술 인프라에 투자를 늘린다면 건강 향상 뿐만 아니라 미국 경제의 체질 강화와 미국의 경쟁력 확보에 도움이 된다. 

 

3. 융합 진전을 위한 NIH의 역할

 

생명과학과 교육 분야에 대한NIH의 조기 투자와 뒤이은 기업들의 참여로 미국은 생명공학 분야의 선도자가 되었다. 지금 다른 나라들이 미국의 혁신모델을 추종하고 있는 상황에서 NIH가 비전을 제시하고 미래로 이끌고 나갈 필요가 있다. 이를 위해 NIH는 지속적인 투자와 실패할 것 같은 연구와 그리고 차세대 생명과학 혁명을 이용할 수 있는 인프라에 대한 투자의지가 필요하다. 

 

투자의 난점과 저위험 연구

NIH의 예산은 98년에서 03년 사이에 두배로 증가했으나, 그 이후로 실제적으로는 감소하고 있다. 2010년 예산 증가율은 물가상승률보다 낮아서 실질적으로 감소했다. 2009년 ARRA를 통해 100억달러가 투자되었지만, 일회성이었고 그나마도 새로운 부문보다는 기존에 거의 완성됐던 분야에 지원되었다. 지속적인 투자 없이 미국의 생명공학 발전 부문 리더십을 기대할 수 없다. 투자의 감소가 우수 인재의 이탈을 가져올 것이라는 우려들은 현실이 되고 있다. 네이처지 기고에 따르면 연구 성공률은 1/5 미만으로 떨어졌다. 성공률이 떨어지면서 NIH제안에 대한 동료평가를 수행하는 과학자들은 연구 성과 예측에서 점점 보수적이 되어간다. 혁신의 싹은 잘려나가고, 실용적인 접근과 점진적인 개선이 그 자리를 차지한다. 현재 과학투자시스템 내의 보수적 동료평가와 지속적이지 않은 투자 기반으로는 미국이 경쟁력을 유지할 수 없다. 

 

NIH의 융합 스타일 프로젝트 

난관들에도 불구하고 융합은 과학계 전체에 확산되고 있다. NIH 내부에서도 융합형태의 프로그램들이 증가하고 있다. 2010년 Collins 박사는 아래 다섯가지 연구 우선순위를 발표했다.

- 1. 대량처리 기술 / 2. 중개의학 / 3. 의료보험 개혁 이슈 -효과비교우위연구, 질병예방, 개인화 약품 등 / 4. 글로벌 헬스케어 이슈 / 5.  생명과학연구 커뮤니티 재활성화 및 강화

이를 위해 2010년 Collins 박사는 “Big Think”를 개최하고 대량처리기술과 기초과학연구결과를 진단 및 치료에 활용, 의료보험 개혁을 위한 과학의 활용등에 초점을 맞췄다. 현재의 패러다임을 깨기 위해 전통적이지 않는 주주를 과학계 밖에서 초청했다. 모든 참가자는 “빅아이디어” 메모를 제출하도록 요청받았다. 상호 관계 없어보이는 분야끼리의 연구도 일정정도 지원을 받는다. 두가지 사례가 대표적이다. 암게놈지도책(TCGA)과 희귀 및 소외 질환 치료(TRND)가 그것이다. 

 

암 게놈 지도책(TCGA) : TCGA는 암의 분자 유전적 기반 이해부터 게놈분석 기술까지를 망라하는 노력이다. NCI와 휴먼게놈연구소의 협력으로 TGCA는 학제 경계 뿐만 아니라 기관간 경계를 허물었다. TCGA 연구자들은 가장 흔한 악성 뇌종양인 GBM이 실제로는 하나의 질병이 아니라 4종류의 분자적 종류들을 가지고 있다고 밝혀냈다. 연구자들은 또한 공격적인 화학 및 방사선 요법의 효과가 종류에 따라 다르게 나타나는 것도 밝혀냈다. 이 결과들 덕분에 GBM 환자들을 그들의 유전적 특질에 맞게 치료할 수 있게 되었다. GBM에 대한 TCGA의 연구 사례는 다른 지식 기반을 가지고 있는 연구자들이 협업하도록 한다면 진전이 빠르다는 것을 보여준다. 융합 스타일 연구가 확대될수록 효과들이 나타날 것이고 더 많은 통합연구에 대한 투자의 가치를 보여줄 것이다.

 

희귀 및 소외질환 치료(TRND) – 인류 건강을 위해 죽음의 계곡에 다리를 놓다 : 2009년 시작된 TRND는 대량처리 기술(로봇, 데이터 프로세싱, 데이터콘트롤, 액체처리 장치, 민감 센서 등)을 이용하여 질병 맞춤형 타겟에 적중하는 작은 분자들에 대한 수백만건의 생화학, 유전학, 약리학 등의 실험을 수행한다. TRND 프로그램은 희귀하고 소외되었던 질환에 작용하는 약품 타겟을 발견하는 것에 초점을 맞춘다. 이 질환들이 돈벌이가 되지 않기 때문에 무시되었기 때문에, TRND의 목표는 어느 분야에서 신약 개발의 이익 지점이 있는지를 발견하는 것을 목적으로 한다. 이리하여 기초연구에 투자하고, 민간영역에서 민간기업이 이익을 추구할 수 있게 돕는다. 달팽이열병이라고 불리는 전염병은 세계적으로 2억여명이 감염되고 매년 25만명이 사망한다. 연구자들은 이 병의 숙주가 현재의 약품에 내성을 가지게 될 것을 우려한다. 따라서 대체 약품은 이 병이 만연하는 70개 열대국가 뿐만 아니라 미국처럼 이 나라들을 구호하는 나라들에도 중요하다. 컴퓨터 과학, 공학, 약학, 생물학이 단일한 목표로 협력하여 TRND 는 전세계적으로 간과되었던 질환들의 해결책에 접근하고 있다.

 

미래를 위한 함의  : 우리의 생명과학 연구가 세계 최고 수준을 유지하고, 다른 과학 분야의 발전을 이끌기 위해서는, 융합 혁명은 가장 스마트한 투자이다. 학문간 경계를 허무는 연구들에 대해 적절한 재정지원을 하는 것이 핵심이며, 기존의 경계를 넘나드는 연구에 대해서도 응원을 아끼지 말아야 한다. NIH가 융합이 이끄는 발전의 현장에 있다면, 정부 기관들은 학제간 연구 뿐만 아니라 기관간 협업까지 아울르며 공동의 목표를 향한 작업을 수행해야 한다. 

 

4. 제안

 

1. 매년 의회의 자금 지원이 BRDPI 수준이거나 그 이상이 되도록 해야 함

최근 몇년간 NIH의 자금지원 규모는 NIH의 생명과학연구 인플레이션 메트릭보다 떨어졌다. 이미 보수화된 동료평가 시스템과 예산지원 경직이 합쳐지면 혁신적인 연구들은 자금지원을 받지 못하고 좀 더 예측가능하고 점진적인 연구들만 지원받는다. 경기 침체시에는Common Fund 같은 외부 자금지원이 유연하게 이루어져야 한다.

 

2. 개별 파이프라인 시스템의 연결을 통한 융합 에코시스템 구축

과학 연구는 개별 분야의 파이프라인을 통해서 지원되어 왔다. 협업이 유망한 분야에서는 연구자들이 아니라 펀딩 주체들이 협업해야 한다.   기관간 협업 연구 사례들이 있으나 개인적인 친분에 의한 것이거나 장기간에 걸쳐 형성된 개인간의 연구 관계에 다른 것이다. 이러한 연결들을 촉진할 수 있는 메커니즘이 제도화되어야 한다. NIH Challenge Grants는 좋은 첫 단추가 될 수 있다. 다음 단계는 연방 연구자들이 다른 연구기관에 파견을 가는 등이 가능하다. 

 

3. 학제간 연구 보조금을 위한 동료평가 프로세스 개선

NIH에서 동료평가는 오랜 기간 훌륭한 역할을 해왔지만, 점차 보수화되며 놓치는 기회가 많아지고 있다. NIH는 최근 동료평가 프로세스 개선과 모든 연구 예산 삭감 과정에서 주목을 덜 받기 마련인  최신, 고위험 연구 수행 능력 유지를 위한 노력을 시작했다. 이미 시작된 노력들은 제도화되고 확대되어야 한다. 이것은 NIH 산하 기관과 센터마다 과학 리뷰어 대학을 만들고 활용하는 것을 포함한다. NIH 외부의 저명한 과학자들로 구성된 위원회는 현대 기술로 자신의 나라에서 원격으로 리뷰가 가능하다. 또한 NIH내부의 동료평가 과정 또한 결합될 수 있다.

 

4. 대규모 프로젝트를 소규모 프로젝트로 보완

작은 프로젝트들이 혁신과 새로운 발견으로 이어지기도 하며, 그들에 대한 지원은 지속되어야 한다. 동시에 자원을 다분야의 연구자들을 포함한 대형 프로젝트에도 향해야 한다. 개별 연구자들이 자신의 기관에 고립되어 있다면 협업과 혁신을 이루기가 어렵기 때문에 우리는 전국에 컨버전스 센터의 설립을 제안한다.  

 

5. 27개의 NIH 산하 기관과 센터간 학제간 연구 발전

NIH는 각각의 질병에 대한 해결책은 각각 다르다는 전제를 따라 발전해왔다. 그러나 분자생물학과 유전학의 발전을 통해 우리는 통합 연구가 다양한 질병들의 치료에 도움을 가져왔다는 사실을 깨달았다. NIH의 질병중심적 모델은 이러한 접근 방식과는 맞지 않는다. 2006년부터 NIH Common Fund가 NIH간 연구를 촉진시키기 위한 노력을 했으나 더 확대되어야 한다.

 

6. 차세대 융합 연구자들의 교육, 확장, 지원

대학들은 점차 과학과 공학의 결합이 현실이며 생명과학의 미래가 될 것이라는 것을 점차 이해하고 있다. 차세대 연구자들이 통합 학제 분야에서 일할 수 있도록 교육하는 노력이 필요하다. 개별학문의 깊은 백그라운드는 여전히 중요하지만 단단한 통합학제 교육은 우리 미래 과학자들을 위해 필요하다. 이를 위해 융합 주도 연구를 위한 새로운 코스와 프로그램들을 개발하기 위한 연구 보조금을 늘려야 한다. 그리고 미래 연구자의 파이프라인을 강화하기 위해 다양성 문제를 해결해야 한다. 25,000 달러 이하 소득 가구에서는 단지 19%만이 대학 졸업 자격증을 취득하는데, 이는 76,000 달러 이상 소득 가구의 자녀들의 수치가 76%인 것에 대비된다. 이는 우리가 많은 잠재 인력을 잃는 것이다. 젊은이들이 STEM 커리어를 가지도록 독려하는 한편, 세계 각지의 훌륭한 연구자들을 초빙해오는데도 노력을 기울어야 한다. 예를 들어 H-1B 비자는 재능있는 외국연구자들이 우리의 경제를 발전시키고 혁신을 이끌며 미국 시민권을 획득할 수 있는 길을 열어주었다. 

 

 

결론

 

생명과학, 공학, 물리학의 결합은 우리 과학의 궤적을 근본적으로 바꾸고 가속화할 것이다. NIH와 영향을 받은 다른 기관들은 적절한 자금지원을 받고 준비가 된다면 다음 단계의 과학 혁명의 리더가 될 수 있다고 생각한다. 바로 지금이 NIH와 다른 기관들이 융합을 미래의 물결로 이해하고 준비해가야 할 때이다.   끝. 

 

파일은 다음 링크에서 다운 받을 수 있다. 

 

www.aplu.org/projects-and-initiatives/research-science-and-technology/hibar/resources/MITwhitepaper.pdf