북한 생명과학 연구 현황 > 활동소식

1. 머리말

생명과학[生命科學, life science] 은 생명에 관계되는 현상이나 생물의 여러 기능을 연구하여 의료나 환경보존 등 인류복지에 사용하는 종합과학이다.

생명에 관한 근대 과학적 연구는 진화론, 세포설의 제창, 유전법칙의 발견 등을 계기로 하여 생물학이 성립하여 실험과학으로 발전하였다.

생명과학은 인간의 본질을 잘 이해하여 인간과 자연과의 관계를 해명하는 과학이라고 할 수 있다.

생명과학(life science)은 1930년대 미국 등 선진국에서 대두되기 시작하였고 1960년대에 이르러 적극적으로 사용되었다.

세포증식과 운동, 유전, 진화 등의 여러 가지 생물학적 현상을 그것에 관여하는 생체고분자의 구조·성질·상호작용 등에 의하여 설명하려는 것이 분자생물학인데, 오늘날 분자생물학의 눈부신 발전으로 신비하다는 생명현상도 과학으로 표현할 수 있게 되었다.

현 시기 생명과학의 세계적인 연구목표로서는

① 생명현상과 생물의 여러 가지의 해명

② 자연환경의 해명

③ 정신활동의 해명

④ 건강유지와 의료의 향상

⑤ 식량자원의 확보

⑥ 생물 및 그 기능의 공업에로의 응용

⑦ 인구 문제 등을 들고 있다.

그 중에서 시급히 다루어져야 할 과제는 노화현상의 억제연구, 인공장기 등 의료기술에 관한 연구, 생체물질기능의 시뮬레이션과 그 응용, 사고과정의 해명과 그 정보처리 및 의료에서의 응용, 생물활성 물질의 탐색과 그 응용 등이다.

생명과학은 생명현상의 본질을 해명함과 동시에 그것을 활용하여 인류가 직면하고 있는 문제 해결에 도움이 되고자 하는 학문, 즉 과학적 측면이 강조되는 생물과학(bio science)과 기술적 측면이 강조되는 생물공학(biotechnology)을 총칭한다.

우리나라는 1980년대에 이르러 생명과학 분야에 대한 연구를 본격적으로 진행하기 시작하였다.

마찬가지로 북한도 1970년대 말부터 생명과학 연구를 위한 교육 및 과학연구기관들을 신설하고 생명과학연구 분야를 국가 과학기술 발전의 중점분야로 설정하고 있다.

북한은 생명과학 분야에서 첨단 분야를 ‘실험생물학’이라고 규정하고 1978년에는 김일성종합대학 생물학부에 실험생물학과를 개설하고 연간 50~70명의 실험생물학 전문가들을 배출하고 있다.

실험생물학과에는 생화학 전공과와 생물물리학 전공과, 유전자공학 전공과, 세포공학 전공과, 미생물학 전공과, 생리학 전공과가 있다.

1980년대에 들어서면서 생명과학연구를 위한 과학연구기관들이 개설 확장되었고 해외연구 인력(실습생, 연구생)을 끊임없이 파견하고 있다.

그럼에도 북한의 생명과학 연구 실태에 대한 자료가 부족하고 단지 북한의 생물학 교과서나 연구 잡지를 분석한데 그치고 있다.

북한 생명과학 정책 변화와 발전과정, 현 시기의 연구동향을 고찰하고자 한다.

2. 북한의 생명과학 정책 변화

1)생물자원조사 위주의 정책

북한당국은 해방직후에는 생물자원조사와 그 이용에 관련한 발전방향을 제시하고 그것을 생물학자들의 당면 임무로 제시하였다.

당시 김일성은 북한에서 생물학 연구목적이 동식물 자원을 효과적으로 이용하여 인민들이 실질적으로 생활상 혜택을 받도록 하는 것이라고 강조하였다.

북한은 전후 복구가 마무리되고 본격적인 경제개발 계획에 앞서 추진된 “과학발전 10개년 전망계획(1957~1966)에서도 생물학 부문의 연구방향이 북한 내의 동식물 자원연구에만 국한되어 있었다.

1970년대 후반기에 들어서면서 북한의 생물학 연구의 정책적 변화가 시작되었다.

북한 과학기술정책의 핵심은 주체과학이지만 그 의미는 시기에 따라 변화해 왔다.

주체과학이 정식화되던 1960년대 후반 주체과학의 의미는 “자체 자원에 근거하여 스스로의 기술과 인력으로 국가와 인민에게 필요한 문제를 해결하는데 이바지 하는 것”이었다.

2) 실험생물학을 중심으로 한 1970년대 정책변화

1978년에 김일성종합대학 생물학부에는 기존의 동물학과와 식물학과, 토양학과, 농업생물학과에서 새로 실험생물학과를 개설하고 생물학용어도 수식어로 ‘첨단’, ‘최신’ 등의 용어가 사용되기 시작하였다.

새로 개설된 실험생물학과에 생화학 전공과와 생물물리학 전공과, 유전자공학 전공과, 세포공학 전공과, 미생물학 전공과, 생리학 전공과를 신설하였다.

북한에서 제시한 실험생물학(experimental biology 實驗生物學)은 생체에 관한 실험 결과를 기초로 어떤 사실이나 법칙을 발견하는 생물학의 1분야라고 정의되지만 이 학문적인 용어는 북한에서 최첨단 생명과학 분야를 의미하는 것으로 되었다.

1979년 김일성은 신년사에서 북한의 기후 풍토에 맞고 생산성이 높은 농작물과 집짐승의 새 품종과 경제적 가치가 있는 동식물 품종을 빠른 시일 안에 더 많이 만들어 낼 수 있는 새로운 육종기술을 개발하기 위한 분자생물학적인 연구를 강화하는 것과 함께 농업과 축산업을 새로운 과학적 토대 우에 올려 세우기 위한 기초 생리학적 연구 사업을 결정적으로 강화하여야 한다고 강조하였다.

3)첨단 생명과학 연구를 위한 정책 제시

1980년 10월 10일 조선노동당 제6차대회 중앙위원회 사업총화보고에서 김일성은 세포공학과 유전자공학 발전을 촉구하였다.

북한 당국은 김일성의 교시 집행을 위한 사업의 일환으로 다른 나라의 유능한 과학자, 기술자들을 초청하여 강의와 실습을 활발히 진행하며 과학기술정보사업을 더욱 확대하고 북한의 대학생들과 과학자들을 다른 나라에 유학생과 실습생으로 더 많이 파견 할 데 대한 조치들을 취하였다.

북한은 당국이 제시한 생물학발전 방향에 따라 생물학교육의 질적 변화와 함께 연구기관의 신설 및 확장도 진행하였다.

중학교 교육 6년 동안에 생물학은 343시간으로 수학(1,182), 국어(742), 외국어(591), 물리(448) 시간 다음을 차지하고 있고 화학 (328)보다 시간수가 많아서 생물학에 대한 비중이 높은 것을 볼 수 있다.

더욱이 북한과학원에서 생물학의 비중은 25.7%로서 수학물리(2.5%), 화학(15%), 지질(10%)에 비하여 월등히 높다.

1980년대 중반 김정일에 의해 주체과학의 의미는 변하기 시작하였다.

김정일은 “과학기술을 발전시키는 데서 주체를 세우라는 것은 다른 나라의 선진과학기술을 받아들이지 말라는 것이 아니라 다른 나라의 선진과학기술을 받아 들여도 우리 혁명의 이익과 우리나라의 실정에 맞게 받아들이는 것”이라는 새로운 해석을 제시하였다.

1980년대 중반 이후 “세계적 추세”와 “세계적 수준”이 강조되면서 생물학 정책은 전통적인 분야인 분류학이나 생리학, 생화학 등의 중심에서 첨단 분야인 유전자공학, 세포공학, 미생물공학 등이 중심을 이루기 시작하였다.

이는 1980년 10월 김일성이 조선노동당 제6차대회에서 “세포공학과 유전학을 치신과학기술의 분야로 꼽고 이에 대한 연구를 강화할 것을 강조한 데 따른 것이다.

북한 당국은 1988년 3월 조선노동당 중앙위원회 제6기 13차 회의에서 전자공학, 열공학과 함께 생물학의 우선적 발전을 명시한 “과학기술발전 3개년 계획”을 제시하였다.

“과학기술발전 3개년 계획”에서 생물학 분야는 식량문제에 대처하기 위한 농업, 축산업, 해양자원 개발과 세포공학, 유전자공학 발전 등이 중점을 이루었고 우량종자 육성과 단백질사료 개발, 수산양식 등에 큰 노력을 기울일 데 대하여 강조되었다.

이와는 별도로 생물학을 포함한 7대 첨단기술 분야를 중점으로 육성하는 “2000년까지의 과학기술개발 장기계획” 이 제시되었다.

김일성은 1980년대 생물학 분야에서 백설희 박사(기름골이라는 새로운 식용유 개발을 위한 품종을 연구)와 김상연 박사(다수확 벼품종 개발)를 숨은 영웅, 노력영웅으로 소개 선전하여 전사회적인 생물학 분야에 대한 관심을 이끌어 내기도 하였다.

1980년대 북한의 농법을 대표하는 주체농법도 일련의 정책적 변화를 가져왔다.

주체 농법은 북한의 기후와 풍토에 맞게 농사를 짓는 것으로 적합한 땅에다 적절한 시기에 맞추어 경작한다는 적지적작(適地適作)과 적기적작(適期適作)을 원칙으로 하고 있다.

적지적작의 원칙은 토양과 기후조건에 따라 곡물을 파종하는 것을 뜻하고, 적기적작은 계절 변화와 농작물의 생육에 따라 영농시기를 택하는 것을 뜻한다.

주체농법은 결국 제한된 경지면적에서 최대한의 성과를 거두기 위한 방법이다.

주체농법에 따라 북한은 밀식(密植)을 장려했다. 밀식이란 작물을 심을 때 간격을 촘촘하게 심어 소출을 늘리는 것이다.

하지만 밀식은

-농작물의 통풍과 광합성 작용을 저해하고,

-병충해 방제가 어려우며

-영양분의 흡수장애를 초래하는 등 많은 부작용을 낳았다.

옥수수의 경우 1정보에 종자 4천 주를 투입하는 것이 국제기준이지만 북한의 경우 6천 주를 심도록 하고 있다.

북한이 장려한 다락밭 정책도 애초 취지와는 달리 많은 문제점이 있는 것으로 드러났다.

대부분이 산악 지대인 북한에서 농지를 확보하기 위해 개간된 것이 다락밭이다.

원래 다락밭에는 다년생 식물을 심어 바람에 견디도록 하고 토사 유실도 방지해야 하나 북한은 많은 비료를 필요로 하는 1년생 옥수수를 재배해왔다.

최근 연이은 북한 지방의 대홍수도 다락밭 개간으로 산림이 황폐해진 것과 관련이 있는 것으로 알려졌다. 1999년부터 북한은 주체농법의 변화를 모색하고 있다.

주체사상이 황장엽비서에 의해 창시되었다면 주체농법은 625동란 때에 납북되었던 김대 생물학부 식물생리학 강좌장 이었던 엄녕섭박사에 의해 과학화되고 대학 내에서 한 개의 교수과목으로 수강되었다.

김정일은 1991년 10월 28일 ‘전국과학자대회 참가자들에게 보낸 서한’ 에서 생물공학과 화학을 발전시키는 것이 인민들의 먹고 입는 문제를 비롯하여 인민생활 수준을 높이는데서 매우 중요한 의의를 가진다고 강조하였다.

또한 생물공학 부문에서는 세포공학, 유전자공학, 미생물공학을 비롯한 현대생물학의 발전에 큰 힘을 넣으며 현대생물학의 성과를 농업과 축산업, 의학과 식료공업에 널리 받아들여 생산성이 높은 농작물과 집짐승의 새 품종을 만들어 내며 질 좋은 여러 가지 의약품과 식료품을 많이 생산할 수 있도록 할 데 대하여 강조하였다.

1991년 6월에는 과학원의 일부 연구소와 실험실들을 통합하여 세포유전자 과학분원을 개설하여 분자생물학적 연구를 본격적으로 추진할 수 있는 제도적 기반이 마련되었다.

2000년대에 고산지대가 많은 북한의 특성을 고려하여 감자 증산을 위한 연구가 본격화되기 시작하였다.

한국 정부와 월드비전, 천주교회 등의 기술적이고 재정적인 도움으로 씨감자생산을 위한 연구를 진행하여 성과를 거두었다.

김정일은 올해(2011년) 1월 19일에는 국가과학원 생물분원을 시찰하면서 과학연구 성과 전시관, 생물제품 중간공정 생산 도입실, 게놈[Genome] 연구실, 줄기세포연구실, 유전자전이식물연구실을 비롯한 분원의 여러 곳을 돌아보면서 생명과학 분야에 관심을 보이기도 하였다.

4) 현 시점에서 정책집행의 모순점

생물분원과 세포유전자 과학분원은 동유럽의 사회주의 국가들의 몰락과 경제침체, 자연재해 등으로 연구계획이 원만히 집행될 수가 없었고 고난의 행군이 시작되면서 첨단 과학적 연구보다는 현실적인 식량문제를 해결하는 데 치중하고 있는 형편이다.

동유럽의 대학들에서 재학 중이던 수백 명의 유학생들을 강제 귀국시키고 계획된 재외 협동연구과제들도 파기하는 등 체제유지를 위한 희생물로 과학연구 전반이 피해를 받으며 생명과학 분야도 예외가 될 수 없었다.

대학교수들과 과학자들은 연구예산의 감소로 시험조건이 열악하여 연구과제 집행에서 차질이 빚어지고 단절된 배급정책으로 대학가를 떠나갔다.

김일성종합대학 생물학부 세포공학연구소와 연구실들, 의학과학원 산하의 의학생물학연구소 그리고 평성이과대학 생물학부 연구실들에서도 첨단 생물학 연구에서 정책적인 요구에 비추어 볼 때 성과를 보지 못하고 있는 실정이다.

북한 당국은 여전히 생명과학분야를 개척하기 위한 시도를 하고 있지만 정책적 목표와 동떨어진 낙후한 경제지반과 과학연구에 관한 사회적 무관심으로 하여 성과를 기대할 수 없다.

3. 북한의 생명과학 연구동향

1) 분야별 연구동향

김정일은 올해(2011년) 1월 19일 생물분원을 시찰하면서 "생물공학을 발전시키는 것은 인민생활을 높이는데서 매우 중요한 의의를 가지며, 농업, 의학, 식료공업, 에너지, 환경보호 등에서 새로운 혁명을 일으키기 위해서도 생물공학을 결정적으로 발전시켜야 한다." 고 강조하였다.

또한 "소출이 높고 품질이 좋을 농작물품종을 더 많이 육성하기 위한 사업과 환

경오염이 없는 생물 에너지와 바다에서 풍부한 자원을 얻어내기 위한 사업을 대담하고 통이 크게 벌려나가야 한다."고 말했다.

북한의 생명과학연구는 국가과학원 생물분원과 세포유전자 과학분원이 중심이 되고 있다.

북한 생명과학 연구는 동물학과 식물학, 미생물학, 수산생물학, 생리학, 생화학, 세포공학, 유전자공학, 의학생물학 등의 분야를 이룬다.

생물분원은 1961년에 설립되어 산하에 실험생물학연구소, 동물학연구소, 식물학연구소, 고려생물약센터, 자원관리센터 등이 있다.

분원에는 수십 개의 연구소와 분소, 연구실들과 식물원, 시험장, 시험공장 등이 있다. 지난 기간 분원에서는 현실에서 제기되는 수많은 과학연구 과제들을 수행하여 생물공학, 농업, 축산업, 인민보건 분야의 발전에 이바지하였다.

산업 및 의학, 생물학 부문 연구에 주력하고 있으며 생물학적 활성물질 등 400여건의 과제 수행과 100여건의 국가발명권을 받았다.

동물학연구 분야에서는 동물자원의 조사 및 분류와 유용한 동물의 보호증식, 생물농약 연구개발 등을 진행하였다.

식물학연구 분야에서는 식물자원 조사 및 분류와 유용한 식물의 우량 수종이 육종과 재배방법을 연구하였다.

미생물공학 분야에서는 미생물 자원의 확보와 분류, 유용한 미생물의 응용연구와 생산 공정체계 확립, 효능 높은 균주의 분리와 육종, 미생물학적 방법에 의한 생리활성물질의 생산을 연구하였다.

수산생물학 연구 분야에서는 바다생태계 연구와 수산자원의 보호증식, 합리적인 양식, 양어방법을 연구하였다.

생리학연구 분야에서는 농작물의 비배관리의 과학화와 집짐승 생산을 높이고 생물비료와 생물농약, 성장조절제의 개발과 생산에 대하여 연구하였다.

생화학연구 분야에서는 생명물질의 화학적 조성과 생명현사의 화학적 과정을 연구하고 동식물의 유효성분을 분리정제하고 제한효소와 리가제를 비롯한 유전자공학에 필요한 효소에 대하여 연구하였다

세포공학연구 분야에서는 단일 항체 생산기술을 이용한 물질 생산과 집짐승 배자이식 기술의 효율을 높여 우량한 집짐승을 번식하고 형질전환 동물을 육성하기 위한 연구를 진행하였다.

식물생리학연구 분야에서는 바이러스가 없는 식물의 육성과 조직배양 방법에 의한 유용한 물질의 생산, 바이러스 백신을 연구하여 각종 농작물의 바이러스 병을 방지하는데 기여하였다.

유전자공학연구 분야에서는 유전자 재조합공정체계를 완비하고 의식주 문제 해결을 위한 제품의 유전공학적 방법을 연구하였다.

북한 당국은 농업과학원의 농업생물학연구소의 연구사들을 네덜란드의 씨감자 역병 조사연구 기관인 NAK에 파견하였다.

6개월간 감자질병과 관련한 연구와 1년간의 감자잎벌레 등 해충구제에 대한 연구를 진행하고 북한의 토양에 맞는 감자 품종의 개발도 진행 중에 있다.

(감자역병이란 곰팡이 때문에 발생하는 질병인데 북한에서 생산된 감자의 30퍼센트 이상이 감자역병으로 손실되고 있는 실정이다.)

2) 연구 성과 사례

올해(2011) 신년공동사설에서도 농업부문에서 당의 종자혁명방침, 두벌농사방침, 감자농사혁명방침, 콩 농사방침을 철저히 관철하고 유기농법을 비롯한 선진영농방법과 기술을 적극 받아들여야 한다고 지적하였다.

생물분원 산하의 실험생물학연구소에서는 2002년에 복제기술 개발연구를 중점연구 과제로 선정하고 복어 독을 이용한 주사약 개발과 그해 7월에는 복제토끼 배양기술을 성공하였다.

동물복제, 나노생물학 등 첨단생물학 분야를 세계적 수준으로 올리기 위한 연구를 집중하면서 외국과의 기술교류도 일정한 수준에서 진행하고 있다.

생물분원 실험생물학 연구소에서 새로운 식물 성장촉진제를 개발하여 강냉이, 논벼, 감자, 남새의 병해충의 피해를 막고 알곡작물의 수확을 높일 있는 연구를 진행하여 성과를 거두었다.

생물분원 버섯연구소에서는 보다 좋은 버섯종균을 육종하고 버섯재배 방법을 완성하였다. (2007)

삼복철이나 겨울철에도 버섯을 재배할 수 있는 팽나무버섯, 저온성 느타리버섯 등 새로운 품종들을 연구하였고, 느타리버섯을 기른 폐기질을 주원료로 하는 비늘 먹물 버섯 재배기술을 연구 완성함으로써 버섯 재배원료의 이용률을 2배로 높이면서 버섯생산을 훨씬 늘일 수 있게 하여 여러 농장들에서 활성화할 수 있게 하였다.

평양농업대학에서도 무비루스 감자조직배양을 위한 천연액을 개발하고 감자 씨앗을 이용한 1대 잡종 채종체계와 재배방법을 확립하였다.

평양의학대학 조직배양 연구 집단에서 생물학적 성질이 좋고 비루스감성이 좋은 클론세포 종자들을 새롭게 육성해냈다．

세포종자들은 바이러스성 질병의 예방약, 고려약, 진단 및 치료약제의 생산과 각종 생물 약품들의 독성검사에 이용하고 있다.

김일성종합대학 생물학부 세포공학연구소와 유전자공학연구소에서도 세포융합과 유전자 재조합연구, 체세포배양기술 등 첨단과학 분야에 대한 연구를 진행하고 있으며 의학생물학연구소와 의학 연관 연구실들에서 태아제대혈관 내피세포배양기술과 줄기세포 배양기술 연구도 진행하고 있다.