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[초개인화 의료 시대] ⑪ TWST 실리콘 칩 기반 합성 DNA '혁신'

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AI 핵심 요약

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  • 트위스트 바이오사이언스가 1일 합성 DNA 기술을 앞세웠다
  • 맞춤형 암 백신과 TCR-T 개발에 필수 원료를 공급했다
  • 실리콘 칩 방식으로 비용을 1000분의 1로 낮췄다

!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.

모더나 암 백신, 초개인화 의료 시대 신호탄
개인 맞춤형 의약품 개발로 구조적 변화
패러다임 변화 최전선의 주도 업체들

이 기사는 9월 1일 오전 12시45분 '해외 주식 투자의 도우미' GAM(Global Asset Management)에 출고된 프리미엄 기사입니다. GAM에서 회원 가입을 하면 9000여 해외 종목의 프리미엄 기사를 보실 수 있습니다.

I. 유전체 분석 및 시퀀싱 선두주자
II. mRNA 및 세포·유전자 치료제 개발업체
III. 초개인화 약품 상용화 빅파마 및 파트너들
IV. 맞춤형 신약 제조 및 AI 데이터 강자들
V. 초개인화 의료 테마를 겨냥하는 ETF

[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 환자 개인의 암세포 유전 변이를 분석해 그에 맞는 맞춤형 mRNA 백신이나 TCR-T 치료제를 설계할 때 합성 DNA가 필요하다.

이 지점에서 두각을 나타내는 생명공학 업체가 트위스트 바이오사이언스(TWST)다. 초정밀 의료의 열쇠를 쥔 셈이다.

인공지능(AI) 모델의 전문 자료 분석에 따르면 합성 DNA란 생명체 내에서 자연적으로 존재하는 DNA가 아니라 컴퓨터 디자인과 화학적 공정을 통해 인공적으로 제작한 DNA다.

합성 DNA도 자연계의 DNA와 마찬가지로 아데닌(A)과 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C) 등 네 가지 염기 서열로 구성되지만 원하는 순서대로 염기를 화학 반응으로 결합시켜 생성한다. 연구자가 원하는 특정 유전 정보와 서열, 혹은 자연에 존재하지 않는 변이 서열을 컴퓨터 프로그램으로 디자인한 뒤 그대로 만들어내는데, 특정 환자 개인의 암 유전 변이에 꼭 맞는 맞춤형 mRNA 백신과 TCR-T 치료제 또는 세포 치료제 원료를 만드는 데 필수다.

개인 맞춤형 약품을 제조하는 데 합성 DNA가 필요한 이유는 환자 개인의 고유한 유전 변이에 1 대 1로 정확하게 들어맞는 맞춤형 설계가 가능하기 때문이다. 암환자의 암세포는 환자마다 서로 다른 돌연변이 단백질을 생성하는데, 환자의 암 유전체를 분석해 도출한 독자적인 변이 서열을 바탕으로 해당 환자에게만 반응하는 합성 DNA를 수일 내로 신속하게 제작한다.

맞춤형 암 백신을 만들려면 환자의 암 유전 정보가 담긴 mRNA를 제작해야 하는데 이를 전사해낼 합성 DNA가 필수적이라고 전문가들은 말한다. CAR-T와 TCR-T 면역세포 치료제를 개발하는 데도 특정 환자의 암세포만 정확히 공격하도록 유전자를 교정 및 재설계할 때 원하는 유전자 구성을 정밀하게 합성해 주입한다.

트위스트 바이오사이언스는 실리콘 칩 기반의 합성 DNA 제작을 주력 사업으로 한다. 실리콘 반도체 칩 위에서 DNA를 고정밀, 고속으로 합성해 내는 파운드리 기술에 뿌리를 둔 업체다.

트위스트 바이오사이언스의 실리콘 칩 기반 합성 DNA 패키지 [사진=업체]

실리콘 칩 기반의 DNA 합성은 생명공학 업계의 판도를 바꾼 혁신 기술로 평가 받는다. 기존의 방식은 96개 또는 384개의 구멍이 뚫린 플라스틱 웰판(well plate)의 각 구멍에 시약을 떨어뜨려 한 번에 한 개의 DNA를 합성하는 방식이었다.

공간을 많이 차지할 뿐 아니라 반응 시약 소모량이 매우 크고, 한 번에 대량 생산하는 데 한계가 있어 비용도 크게 발생했다.

트위스트 바이오사이언스 주가 추이 [자료=블룸버그]

반면 트위스트 바이오사이언스의 실리콘 칩 기반 방식은 반도체의 미세 가공 기술을 적용해 실리콘 칩 표면에 수백만개의 미세 구멍(microwell)을 만들어 초고밀도 대량 생산을 가능하게 한다. 기존 플라스틱 판 1개를 만들 공간에서 수십만~수백만개의 서로 다른 DNA 서열을 동시에 합성하는 방식이다.

반응에 필요한 시약 용량을 나노리터(nL) 수준으로 줄여 합성 단가를 기존 웰판 기반에 비해 1000분의 1 수준으로 낮췄다. 뿐만 아니라 높은 정밀도를 겸비했다. 반도체 정밀 제어 기술로 합성 오류율을 획기적으로 떨어뜨렸다는 평가다.

반도체 산업이 집적회로 기술로 컴퓨터를 대중화시킨 것처럼 트위스트 바이오사이언스는 반도체 실리콘 칩 기술을 바이오에 접목, DNA를 합성하는 데 성공했다.

이와 함께 차세대 염기서열 분석(NGS) 표적 탐색 솔루션도 트위스트 바이오사이언스의 핵심 기술에 해당한다. 업체는 환자의 유전체를 정밀 분석할 때 특정 유전 변이만 선별해 검사할 수 있도록 하는 NGS 타깃 엔리치먼트(Target Enrichment) 패널을 제공한다.

이는 30억개에 달하는 환자의 전체 염기 서열을 모두 분석하는 대신 질환과 직결된 특정 유전자 영역만 족집게처럼 포획, 농축해 집중적으로 분석하는 기술이다.

유전체 전체를 분석하려면 막대한 비용과 시간을 투입해야 하고, 실제 임상에서 불필요한 정보가 지나치게 많이 발생한다. 트위스트 바이오사이언스의 표적 포획 방식은 맞춤형 합성 DNA 프로브(probe)를 시료에 넣어 암이나 희귀질환을 유발하는 특정 유전자 부위에만 결합하도록 한 뒤 결합된 목표 유전자만 따로 선별, 농축해 차세대 염기 서열 분석기로 분석한다.

분석할 유전체 데이터 양이 줄어드는 만큼 검사 비용이 크게 떨어지고, 결과 도출 속도는 빨라진다. 동일한 비용과 시간으로 필요한 부위만 심층적으로 반복 분석해 암 초기 단계의 미세한 돌연변이까지 정밀하게 찾아낸다는 얘기다.

업체의 기술은 액체 생검(liquid biopsy)과 맞춤형 동반 진단에 동원된다. 환자의 혈액 속에 아주 미량으로 존재하는 암세포 유래 DNA를 정밀하게 포획, 조기 진단과 재발을 모니터링하고, 특정 표적 항암제가 환자에게 효과가 있는가를 판단하기 위해 필요한 암 유전자 패널을 정밀 분석하는 데 핵심이다.

트위스트 바이오사이언스는 맞춤형 신약 개발에 초고속 유전자 실험용 종합 패키지를 제공한다. 이른바 맞춤형 올리고 풀(Oligo Pools)과 변이 라이브러리(Variant Libraries)다.

AI 모델을 활용한 공식 자료 분석에 따르면, 올리고 풀은 단일 가닥의 짧은 DNA 조각을 지칭하는데, 고객이 설계한 수십만개의 서로 다른 짧은 DNA 조각들을 한 용기에 묶음으로 담아 제공하는 제품이다. 유전자 가위 기술로 특정 유전자들을 대량으로 잘라내거나 조절하는 실험, 그리고 신약 표적 탐색 연구 등에 핵심 소재로 쓰인다.

변이 라이브러리는 단백질이나 유전자의 특정 위치에 온갖 무작위 돌연변이를 인공적으로 조합해 만든 일종의 유전자 돌연변이 모음집으로, AI를 활용한 신약 개발이나 항체 신약 연구 시 수억개 변이체 중 질병 단백질과 가장 강력하게 결합하는 최적의 후보 물질을 단기간에 발굴해 내는 실험에 사용된다.

연구자가 수만개의 유전자 변이 반응을 일일이 실험하려면 오랜 시간이 걸리지만 트위스트 바이오사이언스의 올리고 풀과 변이 라이브러리를 활용하면 한 번의 대용량 스크리닝으로 수백만개의 유전자 변이 결과를 동시에 측정할 수 있다.

실리콘 칩 기반의 초대형, 저비용 대량 합성 DNA 분야에서 트위스트 바이오사이언스의 입지는 독보적이다. 경쟁사가 없지 않지만 초고밀도 대량 합성 부문에서 업체의 시장 지배력은 압도적이다.

AI 모델의 분석에 따르면 전세계 3800개 이상의 다양한 기업과 기관이 트위스트 바이오사이언스의 고객 기반이다. 특히 대형 제약사와 생명공학 업체, 임상 진단이나 정밀 의료 분야의 기업들, 그리고 학술 기관과 정부 연구소도 업체의 고객들이다. 산업용 바이오와 농업 부문에서도 업체의 기술을 필요로 한다.

2013년 설립한 업체는 캘리포니아에 본사를 두고 있고, 2026년 2분기 1억1838만달러의 매출을 달성해 전년 동기 대비 23.24% 성장을 이뤘다. 같은 기간 3505만달러, 주당 0.56달러의 손실을 냈다.

매 분기마다 20% 선에서 꾸준한 매출 성장을 이루고 있지만 막대한 연구개발(R&D) 비용과 설비 투자로 인해 아직 영업이익과 당기순이익을 내지 못하는 실정이다.

다만, 실리콘 칩 대량 생산 체제의 정착과 신규 글로벌 제조 시설 가동의 효율화에 힘입어 최근 총마진율을 50% 이상으로 끌어올리는 등 재무건전성을 개선시키는 움직임이다.

나스닥 시장에서 업체의 주가는 8월31일(현지시각) 139.00달러에 거래를 종료해 연초 이후에만 329% 폭등했다. 최근 1년 사이 주가는 5배 이상 치솟았다.

AI와 생명공학의 결합이라는 모멘텀이 투자자들의 매수 심리를 자극했다는 해석이다. 투자은행(IB) 업계는 트위스트 바이오사이언스의 기술적 독점력과 AI 신약 플랫폼으로서 장기 성장성에 강한 확신을 내비치는 한편 단기 급등에 따른 변동성 위험을 지적한다.

 

shhwang@newspim.com

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韓 긴급구호대 네팔로...실종자 수색 [서울=뉴스핌] 유신모 외교전문기자 = 네팔 홍수 현장에서 피해자 수색과 구조 활동을 지원하기 위한 대한민국 해외긴급구호대(KDRT)가 2일 네팔로 출발했다. 외교부는 KDRT 대원들과 구조 장비 등을 실은 공군 다목적 공중급유기 시그너스(KC-330)가 이날 자정쯤 경기도 성남 서울공항을 이륙해 네팔 카트만두로 향했다고 밝혔다. 네팔 홍수 피해자 수색 구조 활동을 지원하기 위한 대한민국 해외긴급구호대(KDRT)가 2일 새벽 성남 서울공항에서 공군 다목적 공중급유기 시그너스(KC-330)에 탑승하고 있다. [사진=국방부] 2026.09.02 KDRT는 이규호 외교부 개발협력국장을 구호대장으로 외교부 3명, 한국국제협력단(KOICA) 4명, 소방청 37명 등 총 44명으로 구성됐다. 공군 수송기에는 고해상도 드론과 매몰자 음향·영상 탐지기, 열화상 탐지기, 수중펌프, 급류 구조 및 수목·토석 제거 장비 등과 함께 구조견 5마리도 실렸다. 이번 KDRT 파견은 네팔 정부의 요청에 따른 것으로, 약 10일간 피해 지역에서 실종된 한국인 9명을 포함한 피해자 수색·구조 활동을 수행한다. KDRT는 이날 오전 카트만두에 도착해 네팔 정부 관계자 및 정부합동 신속대응팀과 협의를 거쳐 구체적인 수색 계획을 마련할 예정이다. 김진아 외교부 2차관은 서울공항에서 출발하는 KDRT 대원들을 격려하고, 수색·구조 임무 수행 과정에서 대원 개개인의 안전에도 만전을 기해달라고 당부했다. KDRT는 대규모 해외재난 발생 시 재난구호와 인명구조, 의료구호 등 피해국 지원을 위해 정부 부처와 관계기관 인력을 중심으로 구성되는 구호대다. KDRT는 2008년 중국 쓰촨성 지진 구호활동을 시작으로 지금까지 모두 11번 해외에 파견됐으며 이번이 12번째다. 한편, 실종된 한국인 9명에 대한 수색을 이어가고 있는 신속대응팀은 전날 네팔 육군과 사고 지역 일대에서 합동 수색을 실시했으나 이들의 소재를 파악할 수 있는 특이점을 발견하지 못했다. opento@newspim.com 2026-09-02 06:05
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FT "韓 장금상선 소유 유조선 피격" [서울=뉴스핌] 최원진 기자= 미국이 호르무즈 해협 통제권을 확보했다고 공언하는 가운데, 한국 해운사 소유 선박을 포함한 유조선 2척이 해협을 지나다 피격당한 것으로 전해졌다. 1일(현지시간) 파이낸셜타임스(FT)는 복수의 해상안보 분석가를 인용해 한국 장금상선(영문명: Sinokor·시노코) 소유의 '세네갈 프로스페리티(Senegal Prosperity)'호와 사우디아라비아 소유 유조선 '시드르(Sidr)'호가 전날(8월 31일) 밤 미군이 안전 항로로 지정한 오만 연안 해협에서 공격을 받았다고 보도했다. 다만 해협 일대의 통신 상태가 불안정해 해당 선박들의 신원이 공식 확인되지는 않았다고 덧붙였다. 앞서 영국 해사무역기구(UKMTO)도 정체불명의 발사체 3발이 유조선 1척을 타격했다고 공지했으나 선명은 밝히지 않았다. 이번 사건은 미군이 이란 라라크섬을 공습하자 이란이 요르단 내 미군 기지를 공격하는 등 미·이란 간 무력 충돌이 다시 격화하는 과정에서 발생했다. 이란은 호르무즈 해협을 빠져나가는 유조선들을 집중 표적 삼고 있으며, 지난 사흘간 쿠웨이트 유조선 2척이 잇따라 피격되기도 했다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 "해협을 완벽히 통제하고 있으며 매일 밤 평균 30척의 선박을 안전하게 호위하고 있다"고 성과를 과시했다. 하지만 해운 분석업체 윈드워드에 따르면 최근 하루 해협 통행량은 10~21척 수준에 그쳐 실제 안전 확보 여부를 둘러싼 의구심이 커지고 있다. 해협 내 긴장이 재고조되면서 브렌트유 선물 가격은 이날 장중 배럴당 92달러 선까지 치솟았다. 장금상선 측은 피격 여부를 묻는 공식 확인 요청에 아직 응답하지 않은 상태라고 FT는 전했다. 한편, 이란 당국은 호르무즈해협 통항 규정을 위반했다며 지난달 23일 유조선 45척을 블랙리스트에 올렸다. 이중에는 장금상선 소유 선박들도 포함됐다.  호르무즈해협 부근 오만해에서 공격을 당한 유조선에서 검은 연기가 솟아 오르고 있다. 사진은 본 기사 내용과 무관하다. [사진=로이터 뉴스핌] wonjc6@newspim.com 2026-09-02 08:17
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    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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