산림 약용자원은 과거 생약이나 간단한 가공만 거친 형태로 주로 식용 또는 약용으로 이용되어 왔으나, 최근 물질 추출, 성분 연구 등을 통해 의약품, 건강기능식품, 화장품 등의 소재로 활용 가치가 확대되고 있으며 건강기능식품 기술의 특허출원수도 꾸준히 상승하고 있다[1]. 특히 산림 자원을 이용한 의약품 개발은 고부가가치 품목으로 미래 4차 산업혁명의 주요 분야로 부각되어, IoT와 AI, 빅데이터 등 4차 산업혁명의 핵심 기술을 임업분야에 접목시켜 기술 집약 산업으로 발전시키기 위한 연구가 각계에서 진행 중이다[2].

삶의 질에 대한 인식 변화와 인구 초고령화 시대가 도래함에 따라 건강한 삶에 대한 국민들의 관심이 나날이 증가하고 있다. 건강한 노후에 대한 욕구 또한 상승하여 약용 생물자원을 이용한 약선 음식이나 민간요법 등 다양한 정보를 누구나 쉽게 찾아볼 수 있게 되었다. 그러나 국가 차원에서 일반인에게 제공되는 자료는 아직 부족한 상태로[3], 정확한 정보와 함께 검증되지 않은 정보들도 무분별하게 혼재되어 각종 미디어 매체를 통해 노출되고 있다[4]. 생물유전자원의 접근 및 이익 공유(ABS, Access to Genetic Resources and Benefit-sharing)에 관한 나고야의정서[5] 발효에 따라 해외 생물자원의 이용이 많은 우리나라에서는 약용 생물자원의 사용 로열티 상승에 따른 수급의 불안정, 해당 국가의 사전 승인 필수 조건으로 인한 연구 개발 지연 등 수입 약용작물에 대한 대응 방안 마련이 시급한 상황이다[6]. 약용 생물자원의 임의 복용 혹은 오용을 방지하기 위해서는 올바르고 정확한 효능 및 복용 정보를 구축하여 공신력 있는 건강 정보 서비스를 제공해야 한다.

이에 본 연구에서는 약용 생물자원에 대한 정보를 수집 및 가공하여 빅데이터를 구축하고, 이를 개방하기 위한 공유 인프라 마련을 통해 4차 산업 서비스에서 활용 가능한 빅데이터 플랫폼과의 연계 방안을 제안하였다.

본 논문의 구성은 다음과 같다. 제 2장에서는 약용 생물자원의 데이터를 다루는 관련 연구의 특징을 살펴본다. 제 3장에서는 본 연구에서 구축한 데이터의 수집과 구축 방법에 대해 설명하고, 제 4장에서는 데이터 개방을 위한 플랫폼의 구축에 대해 설명한다. 제 5장에서는 본 연구가 시사하는 방향과 한계점에 대해 고찰하고 총 결론을 기술한다.

약재의 처방, 병증과 같은 전통의학 관련 정보를 제공하는 한국전통지식포탈[7]은 대부분 전문 용어로 되어 있어 비전문가의 접근성이 떨어지며, 약재의 구성 성분에 최신 연구 정보는 반영되어 있지 않다. 온톨로지를 기반으로 한의학 교과서의 수록 정보 간 연계를 보여주는 한의시맨틱검색[8]은 한의학 지식을 체계화하여 제공하지만 모든 용어가 한자로 되어있어 마찬가지로 일반인이 접근하기에 쉽지 않다. PubMed로부터 한국·중국·일본 천연물 약재들에 대한 최신 구성성분 정보를 구축한 TM-MC[9]는 약재의 성분에 대한 상세 정보가 다소 부족하다.

약용 생물자원 빅데이터 구축을 위해 총 3개년에 걸친 약용 생물자원 데이터 생산 계획을 수립하였다. 총 33,896,700건(107,818MB) 구축을 목표로하며 연차별 생산 계획 항목과 세부 내용은 <표 1>과 같다. 특히 1차년도인 2019년에 생산한 총 20종의 데이터 항목들에 대한 설명은 <표 2>에 기술하였다.

대한민국약전[10]과 대한민국약전외한약(생약)규격집[11]의 수록 약재 중 전문가 자문을 통해 총 541건의 한의 약용 생물자원 목록을 확보하였다. 고문헌 약용 생물자원 정보는 동의보감과 향약집성방에 나오는 약용 생물자원 250건의 목록을 수집하였다. 약용 생물자원 구성성분 정보는 TM-MC(a database of medicinal materials and chemical compounds in Northeast Asian traditional medicine)[9]에 수록된 610건의 구성성분 중 한국 약전에 있는 약재 429건에 대해 구축하였다. 단백질 유전체 정보는 STITCH(Search tool for interacting of chemical)[12]데이터베이스에 존재하는 약재의 구성성분과 단백질간의 상호 작용 데이터를 활용하여 구축하였다. 산림 약용 생물자원 분포 위치 정보는 식물의 분류와 감별 전문가들이 직접 전국을 탐사하여 채집한 생물자원 정보를 기록하는 모바일 야장 시스템[13]의 누적 데이터를 이용하여 구축하였다.

산림 약용자원은 과거와 달리 식용 뿐 아니라 의약품과 건강기능식품, 화장품 등의 소재로 활용되며 4차 산업혁명의 핵심 기술과 접목되어 기술 집약 산업 요인으로 각광받고 있다. 삶의 질에 대한 인식이 변화하고 인구 초고령화 시대가 도래하여 이제는 많은 이들이 건강한 삶에 관심을 갖게되고 누구나 다양한 정보를 쉽게 찾아볼 수 있게 되었다.

나고야의정서 발효에 따라 해외 생물자원의 이용이 많은 우리나라는 약용 생물자원의 로열티 부담과 수급 지연 등으로 인해 해외 작물에 대한 대응책 마련이 속히 요구되는 상황이다.

이에 본 연구에서 개방하는 데이터셋은 일반인들도 이해하고 누구나 활용할 수 있는 수준으로 번역 및 가공하여 구축하였다. 비전문가들이 접근하기 어려웠던 기존의 약재 정보 서비스들의 약점을 보완한 것이라 판단되며 이로 인해 약재의 혼·오용이나 부적절한 민간요법의 사용 방지가 가능할 것이라 여겨진다.

또한 천연물 의약품은 안정성과 그에 따른 규제 때문에 상업화 과정에 어려움이 존재해왔는데, 천연물 신약 개발 과정에서 약용 생물자원의 구성성분 정보, 성분의 유전체 및 단백질 타겟들 간 연계를 통해 약용 생물자원에 대한 과학적인 효능 정보를 사전에 탐색할 수 있도록 하여 각종 업계의 제품 개발에도 활용이 가능하며, 여러 미디어 매체를 통해 노출되는 산업 제품의 과장 광고로 인한 소비자들의 피해도 줄일 수 있다.

바이오와 의료 빅데이터 플랫폼뿐만 아니라 기존의 Linked Data 및 국내외 데이터베이스들과의 연계를 위해, 본 연구에서 완성한 플랫폼은 향후 LOD 포맷과 Json, xml 포맷 오픈 지원까지를 최종 목표로 하고 있다.

다만 데이터가 연속성을 띄기 위해서는 빅데이터의 가공과 정제가 가능한 전문 인력과 천연 산림자원 및 약용 생물자원 등 도메인 전문가의 지원이 지속되어야 한다는 제약이 있기에 데이터의 식별과 정제, 번역, 매핑 등 생산 프로세스의 안정적인 정립이 필요하다. 또한 플랫폼이 건재하게 실재하기 위해서는 빅데이터셋과 플랫폼을 꾸준히 활용하는 연구 생태계가 조성될 수 있도록 적극적인 홍보를 통해 다양한 수요자들을 발굴해야 할 것이다.

제안한 플랫폼을 이용하여 약용 생물자원의 정보 공유와 활용이 가능할 것이며 나고야의정서 발효 대비를 위한 국내 약재 데이터베이스를 확보함으로써 국가 경제 이익에 이바지하고 나아가 국민 건강 증진에 공헌할 수 있을 것으로 기대된다.