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1. 개요
生命工學 ｜ Biological Engineering, Biotechnology생명공학은 각종 생물체의 생물학적 시스템, 생체, 유전체 또는 그들로부터 유래되는 물질·정보를 연구·활용하는 학문과 기술을 뜻한다. 대표적으로 생물의 유전정보, 성장, 번식을 통제하고 조작하는 기술을 들 수 있다. 줄기세포, 조직 배양, 핵 치환, 세포 융합, 유전자 재조합 기술, PCR 등과 관련 있다. 생물학, 의학, 농학, 축산학, 정보학, 유전학 등을 기반으로 하며, 보건 의료나 화학공학과 연관을 가진 분야도 있다.
2. 활용 분야
2.1. 의료
의료 분야는 생명공학이 가장 널리 이용되고 있는 분야다. 줄기세포, 조직공학 등을 활용해서 인체 내에서 사용할 수 있는 인공장기나 인공조직 등을 만드는 것이 대표적이다. 조혈모세포를 이식해 백혈병 등의 혈액 질환을 치료하는 방법도 잘 알려져 있다. 뼈, 피부, 폐와 같은 조직을 인공적으로 만들어내는 것도 실용화 단계다. 인공장기의 가장 큰 장점은 생명을 위협할 만한 면역 거부 반응이 없다는 데 있다. 다만 "줄기세포" 이용은 의료윤리학 상의 논란이 끊이지 않는다.또한 생물 세포를 이용해서 질병의 치료에 사용할 수 있는 물질(의약품)을 만드는 것도 생명공학의 몫이다. 유전자 변형 기술을 이용해 상업 생산된 첫 의약품은 1982년에 출시된 인슐린이다. 이후 다양한 의약품이 생명공학을 통해 대량 생산되게 되었다. 현재는 생명공학 기술을 이용해 호르몬 제제, 항체의약품, 유전자치료제, 백신 등의 바이오의약품 생산이 이뤄지고 있다.
면역공학에서는 인체의 면역 시스템을 원하는 방향으로 작동하게끔 응용한다. 유전자 조작으로 면역 세포를 개량해 암을 치료하는 연구 등이 대표적이다.
2.2. 공업
생물 세포를 이용해서 바이오플라스틱, 세제, 흡습제, 라텍스 등 공업 재료를 만드는 분야다. 바이오플라스틱의 대부분은 생분해성 플라스틱이라서 분해 속도가 빠르기 때문에 환경 오염 문제에서 자유로우며 미세 플라스틱 이슈도 피해갈 수 있다.또한 석유 등의 화석연료의 고갈에 대비하고 대기 오염을 막기 위해 바이오에탄올이나 바이오디젤과 같은 바이오연료의 개발도 진행되고 있다.
2.3. 농업
생명공학 기술 중 일반인들에게 가장 친숙한 것은 아마도 종자개량이나 GMO일 것이다. 유전자 변형 작물은 1984년에 처음 탄생했고, 1996년 이후 주로 미국에서 재배가 시작되면서 급속히 보급되었다. 미국의 거대 농업지대에선 GMO기술을 이용한 특수 작물과 특수 농약을 농업에 활용해서 생산량을 늘리고 있다. 유전자 조작에 의해 제초제나 살충제에 내성을 가진 작물이 재배되고 있으며, 또한 비타민 A를 첨가한 황금쌀처럼 유전자 기술에 의해 영양을 강화한 작물도 존재한다.하지만 외국 농업지대에선 생태계 교란 문제[1]가 문제시되고 있으며, 특히 GMO가 인체에 유해하다는 논란이 끊임없이 제기되고 있다.
식품 가공과 관련된 식품공학, 발효공학도 생명공학의 하위 분야라고 할 수 있다.
3. 대학에서의 생명공학 관련 과목
생명과학과의 기초 과목들은 대부분 생명공학과에서도 배운다. 생명공학과는 일반적으로 생명과학과의 상위호환 취급을 받는다. 다만 심화된 생물학 지식은 생략하고 공학을 배운다는 차이가 있다.3.1. 생명공학과
| 기초 과목 |
| 심화 과목 |
- 특허, 논문작성법 등
- 생물통계학
- 화학 분야 : 기기분석, 계산화학
- 생물학 분야: 주로 세포생물학, 미생물학, 생리학, 면역학, 병리학, 생화학 등을 배운다. 생명과학과의 기초 전공과목들을 배운다.
생명공학과에서 주도적으로 다루는 과목들은 다음과 같다. 여기서부터는 학교에 따라, 그리고 세부전공분야에 따라 많이 달라진다. 연세대 과목과 한양대 이수체계도를 비교해 보면 많이 다르다는 것이 한눈에 느껴질 정도다.
<생물공학/유전공학 분야>이쪽 과목들은 대개 화학공학과나 농대에서도 개설된다.
<생체재료분야>
- 고분자화학, 고분자물성학, 생물물리화학, 생체재료공학(생물재료공학), 생물나노소재
<의약, 나노공학 분야>
- 바이러스공학, 세포 및 조직공학(세포생명공학), 생명의학 전달시스템, 생명공학분석, 면역공학
3.2. 생명공학과 이외에서의 생명공학
- 수의과대학. 의과대학 등에서 '생명공학' 과목을 개설
- 농과대학 상당수 학과에서 생명공학 관련 과목을 개설
- 화학공학과와 융합해 생명화학공학과로 개설되기도 한다.[4] 또는 화학공학과 교수 중 일부가 생물화학공학 쪽 연구실을 구성하기도 한다.[5]
- 신경과학과, 뇌과학과 쪽
- 생명과학과에서도 생명공학과 관련된 기초 지식을 배울 수 있는 과목을 개설하기도 한다.
4. 시험과목 중의 생명공학
- 바이오화학제품제조기사[6]: '배양준비, 배양생산, 분리·정제, 전환·중합, 바이오화학제품 품질관리' 5과목이 출제된다.
- 대학수학능력시험: 생명과학2 6단원 생명공학 기술과 인간생활
- 생명공학 경시대회: 1등에게 상금 200만원을 주며, 모두 11명에게 상금을 준다. 2016년에는 70여명이 응시하였다.
5. 여담
다른 공대-자연대 사이의 관계와 달리[7] 생명과학과와 생명공학과가 둘 다 있는 학교에서, 딱히 생명공학과 쪽이 생명과학과의 상위호환 취급을 받지는 않는다.6. 유전공학
[1] 가령 돌연변이 등에 의해 특수 농약에 적응한 새로운 해충과 잡초가 탄생하여 생태계에 변화를 일으킨다든지 등[A] '생명'공학이라고 수학과 물리학을 배우지 않을 것이라 예상한다면 명백하게도 오산이다. 엄밀히 이학사가 아닌 '공학사'가 나오는 공학이다.[A] [4] 예: 고려대학교, 서강대학교, 연세대학교의 화공생명공학과, 서울대학교의 화학생물공학부, 카이스트의 생명화학공학과[5] 학교마다 다르기는 하지만 화학공학 위주의 커리큘럼에 생명공학 쪽은 화학공학과 연관된 부분만 일부 섞여있는 방식으로 커리큘럼이 구성된 경우가 많다. 즉, 사실상 화학공학과에 가까운 경우가 많다.[6] 前 생물공학기사[7] 전기전자공학과-물리학과, 화학공학과-화학과 등. 물론 취업 측면만 봤을 때이다.