미생물 특허에 관한 일고찰

2003/5/1
변리사법인 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(문책: 키요오카)

미생물 기탁

바이오 테크놀로지에 관한 발명 중, 미생물에 관한 발명에 대해서는, 그 미생물을 당업자가 용이하게 입수할 수 없는 경우에는, 출원전에 당해 미생물을 부다페스트 조약의 국제 기탁 당국에 기탁한 후, 기탁을 증명 한 서면을 원서에 첨부할 필요가 있다(특허법 시행규칙 27조의2). 일본에서는 독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터가 국내 유일의 특허미생물기탁기관이 되고 있으며 부다페스트조약에 근거한 국제기탁당국으로도 지정되어 있다.

따라서, 예를 들면, 발명자가 자연 환경으로부터 스크리닝한 신규한 미생물 그 자체를 발명으로서 특허 출원하는 경우에는, 먼저 특허 생물 기탁 센터에 기탁하여 수탁 번호를 부여받을 필요가 있다.
특허생물기탁센터에 미생물을 기탁하는 경우 기탁신청서 등의 서류를 제출한다. 이 기탁 신청서에는 임의 기입 사항으로서 「과학적 성질 및 분류학상의 위치」가 있지만 특허 생물 기탁 센터에서는 기탁 기술 업무의 효율화를 위해 이 사항을 최대한 기재하도록 요구하고 있습니다. 있다(문헌 1, 7페이지)

상기 과학적 성질이란, 생물의 형상, 생리 생화학적 성질 등이며, 분류학상의 위치란, 기탁 생물의 종류 및 생물의 속명, 종류 등이다. 따라서, 미생물을 기탁하는 경우, 당해 미생물은 속·종이 명확해질 정도로 분류되어 있는 것이 매우 바람직하다.
생물학의 분류의 기본 단위는 「종(species)」이며, 분류의 히에랄키를 구성하는 주요한 랭크는, 하위부터 순서대로 「종」・「속(genus)」・「과(family)」・「 눈(order)」・「줄다(class)」・「문(phylum, 식물학에서는 division)」이 되고 있다. 이 중, 종·속은 그 생물의 학명으로부터 알 수 있다(문헌 2).

모든 생물의 학명은 속명과 종명으로 구성된 2명식으로 표현된다. 예를 들어, 대장균의 학명은 Escherichia coli이지만 Escherichia 속의 coli 종을 나타냅니다. 세균의 학명은 국제 세균 명명 규약(International Code of Nomenclature of Bacteria)에 의해 규정되어 있다. 또한, 학명은 원칙적으로 이탤릭체로 기재하지만, 이탤릭체를 사용할 수 없는 경우(예를 들어, 필기의 경우 등)에는 밑줄을 그어 기재한다.

그런데, 상기 기탁의 기술 업무의 편의뿐만 아니라, 미생물에 관한 발명의 특허성을 명확화하는 이유로부터도, 기탁하는 미생물에 대해서, 속·종이 밝혀지는 정도까지 분류해 두는 것이 매우 바람직하다. 미생물에 관한 발명에서는, 그 미생물이 발명의 중요한 특징점이 되어 있기 때문에, 당해 미생물의 과학적 성질에 대해서는 일반적으로 밝혀졌지만, 또한, 해당 미생물이 신규한 것이다 이를 주장하는 점에서, 그 속·종을 밝혀 두는 것이 매우 바람직하다.
예를 들면, 미생물은 분류학상, 동일한 속·종이라고 판단되어도, 각각의 개체(즉 「주」)에 의해 그 성질이 상이하다. 따라서 분류학상 공지된 미생물이라도 기탁의 필요성이 발생한다(문헌 3, 27페이지). 반대로, 속·종이 공지된 미생물이어도, 그 발명의 과제에 따른 신규한 과학적 성질을 갖는 「주」이면, 그 「주」에 대해서는 충분히 신규성을 주장한다 일이 가능하다고 생각된다.

이와 같이, 미생물에 관한 발명을 출원함에 있어서, 당해 미생물의 분류 및 과학적 성질의 특정은 매우 중요하다.

미생물의 분류 1: 고전적 방법

유기체의 분류는 외관상의 유사성에 기초하여 시작되었다. 미생물에 대해서도 마찬가지이며, 예를 들면, 세균에 대해서는, 구상, 간상(봉상 또는 원통상), 나선상, 편모의 유무 등의 외관(형상)으로의 분류가 시도되어 왔다.
그러나, 미생물은 외관의 변화가 부족한 단세포 생물인 것이 대부분이기 때문에, 시각적으로 분류하는 것이 어렵다. 따라서 미생물에서는 상기 외관보다 생리 생화학 적 성질에 기초한 분류가 중요하다.

또한, 박테리아의 분류에서, 상기 생리적 성질에 더하여 그램 염색이 매우 중요하다. 그램 염색은, 덴마크의 세균학자 Christian Gram(1853~1938)이 1884년에 발명한 세균의 염색법으로, 겐티안 바이올렛이나 크리스탈 바이올렛으로 세균을 염색한 후, 알코올 처리에 의해 탈색하고, 한층 더 푸신이나 사프라닌 등등으로 후 염색한다. 알코올 처리에 의해 탈색되지 않고 보라색으로 염색된 채로 남는 세균이 그람 양성균이고, 알코올 처리에 의해 탈색되고, 후염색으로 적색으로 염색된 세균이 그람 음성균이다. 그램 염색에 의한 양성·음성의 판단은 세균을 분류할 때의 큰 근거의 하나가 되고 있다. 또한, 그램 염색이 가능한지 여부는 세균의 세포막의 구조가 다르기 때문에, 그 상세한 기구에 대해서는 밝혀지지 않았다.

상기 생리생화학적 성질 및 그람 염색에 기초한 분류에 의하면, 세균은, 예를 들면 다음과 같이 분류할 수 있다(문헌 4, 78~80페이지).

(a) 광합성 세균
(b) 그람 음성 종속 영양 호기성 박테리아
(c) 독립 영양 화학 합성 세균
(d) 그람 음성 임의 혐기성 박테리아
(e) 그람 음성 혐기성 박테리아
(f) 그람 양성으로 포자를 만들지 않는 세균
(g) 그람 양성으로 포자를 만드는 박테리아
(h) 스피로헤타
(i) 리케치아와 클라미디아
(j) 마이코플라스마
(k) 초고열성 세균

미생물 분류 2: 분자 생물학적 접근법

또한, 최근에는 분자 생물학의 진전에 의해, 상기와 같은 고전적 수법에 더하여, 분자 생물학적 수법에 의해서도 미생물의 분류가 이루어지게 되어 왔다.
분자 생물학적 미생물의 분류 방법으로서는, 예를 들면, 다음과 같은 분류 지표를 이용하는 방법이 알려져 있다.

◎ 분류 지표가 핵산
　○DNA 프로브
　○rRNA 유전자 염기 서열
　○RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism)
　○DNA의 G＋C함량
　○DNA-DNA 상동성
◎ 표적 분자가 핵산 이외의 균체 성분
　○이소프레노이드 퀴논
　○균체 지방산 조성
　○ 세포벽 성분
　○ 효소의 전기영동 패턴
　○ 전균체 단백질의 전기영동 패턴

이 중, 이소프레노이드퀴논을 표적 분자하는 방법 이외는, 모두 종의 동정이 가능하고, 특히, RFLP나 효소나 전균체 단백질의 전기영동 패턴에 대해서는, 종의 하위가 되는 「주」를 동정 그 때까지 유효하다 (문헌 5, 4 페이지, 그림 1.1).

상기 중, 분류 지표로서 주류가 되고 있는 것은, rRNA 유전자 염기 서열, 특히, 16S rRNA의 염기 서열이다. 16S rRNA는, 리보솜 기본 입자 중 30S아입자를 구성하는 rRNA로, 거의 모든 미생물이 보유하고 있어, 종간에 있어서의 사이즈의 차이가 작고, 계통 발생적으로 보존되어 있기 때문에, 지표로서 매우 의미가 있습니다.

또한, 최근, 각종 유기체에 대하여 전체 게놈의 염기서열이 결정되게 되었기 때문에, 게놈 데이터를 이용함으로써, 미생물의 분류 기술도 대폭 진전할 것으로 보인다.
예를 들어, 미생물의 전체 게놈의 염기 서열은 1995년의 인플루엔자균(Hemophilas influenzae)으로 시작하여, 1996년의 출아 효모(Saccharomyces cerevisiae), 1997년의 대장균(E. coli), 고초균(Bacillus) 등이 결정되었지만, 이러한 게놈 분석은 대개 대규모 장비를 가진 연구 기관에서만 수행되었습니다.

게다가 90년대 후반이 되어, 서열 결정법으로서 샷건법이 도입된 것, 멀티 모세관 타입의 DNA 시퀀서가 실용화된 것 등으로부터, 설비의 소규모화가 가능해져, 방선균(Streptomyces) 속), 아미노산 생산균(Corynebacterium glutamicum), 누룩균(Aspergillus 속) 등에 대해서도 게놈 해석이 완료, 또는 해석이 진행중이다(문헌 6).

미생물에 관한 발명의 분류

자연계에 존재하는 미생물 중 인위적으로 단리되고 과학적으로 확인된 것은 거의 없는 것으로 여겨지기 때문에 아직 알려지지 않은 신규 미생물은 많이 존재하는 것으로 생각된다. 이 점에서, 미생물에 관한 발명을 특허 출원하는 것은 의미가 있다고 판단된다.
여기서, 상기 미생물에 관한 발명을 분류한다고 하면, 대략은, 다음의 2개의 타입으로 나눌 수 있다.

(1) 유전자 변형 기술 등을 이용하여 신규 생물을 창출하는 발명
예 : 균 A에 생물 B로부터 얻은 b 형질의 유전자를 도입하여 b 형질을 발현하는 새로운 균 A '를 얻는다.
(2) 자연계로부터 얻은 새로운 발견 미생물을 이용한 신규 시스템에 관한 발명
예: 특정 장소의 토양에서 스크리닝하여 얻은 새로운 균 C를 이용하여 폐기물을 효율적이고 안전하게 분해하는 시스템.

(1)의 타입의 발명에서는, 명세서 중에 해당 신규 미생물(상기의 예에서는 「균 A'」)을 생성하는 공정을, 제3자가 재현 가능하게 기재하는 것이 가능한 경우가 대부분 이다. 따라서, "원"이 되는 미생물(상기의 예에서는 "균 ​​A")조차 입수가 용이하면, 미생물은 반드시 기탁하지 않아도 된다.

한편, (2) 유형의 발명에서, 신규 시스템의 가장 중요한 포인트는 새로운 발견의 미생물 자체 (상기 예에서는 "균 ​​C")이다. 신발견의 ​​미생물을 발견한 프로세스를 아무리 명세서에 기재해도, 제3자가 해당 미생물을 입수할 수 있는 것은 아니기 때문에, (2)의 타입의 발명을 출원하는 경우에는, 신발견의 미생물 를 출원 전에 기탁할 필요가 생긴다.
또한, 상기 (2)의 타입의 발명을 더 분류하면, 다음의 2개의 서브 타입으로 분류하는 것이 가능하다.

(2-1) 미생물이 생산하는 대사산물이 시스템 성립의 포인트가 되는 발명
예: 폐기물을 효율적이고 안전하게 분해하는 시스템에 있어서, 사용되는 균 C가 생산하는 특수한 효소 c가 폐기물의 분해의 요점이 되는 경우.

(2-2) 미생물 그 자체가 시스템 성립의 포인트가 되는 발명
예: 신규한 균 D 및 이 균 D 전용 벡터에 의해 구축된 형질전환 시스템.
상기 (2-2)의 타입의 발명에서는, 균 D 자체가 발명의 최대의 특징점이 되지만, 상기 (2-1)의 타입의 발명에서는, 균 C 자체는 반드시 발명의 최대의 특징점에서는 아니. 이 경우, 균 C가 생산하는 특수한 효소 c와 이것을 코드하는 유전자를 특정할 수 있으면, 유전자·단백질이라는 「물질」을 최대의 특징으로 하는 발명으로서 출원하는 것이 분명히 유리하다. 즉, 미생물에 관한 발명 중, 상기 (2-1)의 타입의 발명에 대해서는, 가능한 한 유전자·단백질을 발명의 주체로 하고, 미생물 그 자체는 종속적인 발명으로 하는 것이 바람직하다고 생각된다.

미생물의 분류와 특허성

반대로, 상기 (2-1)의 타입의 발명에 있어서, 미생물을 발명의 주체로 한 경우에는, 다음과 같은 문제가 발생하는 것으로 생각된다.
원래 (2-1)의 타입의 발명에서는, 예를 들면 상기 「균 C를 이용하는 시스템」을 주된 발명으로 했을 경우, 균 C 이외의 유사한 미생물에는, 실질적인 권리가 미치지 않을 가능성이 높다.

또한, 균 C만으로 좋기 때문에 권리를 확보할 수 있으면 좋다고 해도, 미생물이라고 하는 「생명체」를 최대의 특징점으로 하는 것은, 유전자·단백질과 같은 「물질」을 특징점으로 하는 경우와 달리, 충분히 유효한 권리로 할 수 없을 가능성이 있다.
이것은 미생물의 분류 및 동정상의 문제점과 크게 관련된다.
상기 II에서 언급한 고전적인 분류 방법에 비해, III에서 언급한 분자 생물학적 분류 방법이 우수한 것처럼 보이지만, 실제로는 분자 생물학적 분류 방법은 절대 적인 지표가 아니라 각각 문제점을 가지고 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 상기 16S rRNA 염기서열을 분류지표로 하는 기술에 대해서 보면, 16S rRNA의 염기서열의 상동성과 과학적 성질의 유사성 사이에는 반드시 상관관계가 있는 것은 아니. 즉, 상기 염기서열에 높은 상동성이 보인다고 해도, 외관(형상), 생리생화학적 성질, 그램 염색 등의 과학적 성질에 큰 차이가 보이는 경우가 있다. 또한, 상기 16S rRNA의 염기서열과 DNA-DNA 상동성 사이에는 상관관계가 없다고 한다.

따라서, 현재 주류가 되고 있는 16S rRNA의 염기서열의 상동성이라는 분류 지표라도, 속이나 종을 동정하는 결정적인 지표는 될 수 없다. 이것은 종보다 낮은 "주"의 동정에 대해서도 마찬가지이다.

따라서, 새롭게 발견 된 것으로 여겨지는 미생물이 진정으로 새로운 것인지를 결정하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 예를 들면, 상기 「균 C를 사용하는 시스템」의 예에서는, 균 C가 생산하는 효소 c가 구체적으로 특정되어 있지 않고, 이 균 C와 동일한 종에 속하고, 또한 폐기물을 분해하는 능력 를 갖는 균 E가 이전에 알려져 있었다면, 당해 균 C의 신규성은 위험하다. 이 경우, 균 C가 "주"로서 얼마나 신규하고 유용한지를 입증해야한다.

또한, 효소 등의 단백질은 항상 동일한 조건으로 생산되는 것은 아니며, 미생물이 성장하는 환경 등에 크게 의존한다. 그러므로, 겉보기에는 생리생화학적 특성이 다르더라도, 그것이 "주"로서 다르다는 것을 증명하는 것은 단언할 수 없다. 보다 극단적 인 예를 들어, 분자 생물학적 분류 방법이 반대로 신규성을 부정하는 재료에 사용될 수 있습니다.

예를 들면, 상기 「균 C를 이용한 시스템」의 발명에 대해서, 균 C의 16S rRNA의 염기 서열을 특정한 후에 출원했다고 한다. 이 때, 균 C는 폐기물을 분해하는 것만이 알려져 있고, 이 분해는 효소 c에 의한 것으로 알려져 있지 않다고 한다. 여기서, 본 발명의 출원 시점에서, 종은 동일하지만, 생리 생화학적 특성으로부터 분명히 다른 "균주"로 보이는 균 F가 공지된 것으로 한다. 출원 후, 이 균 F에 대해서 연구가 이루어진 결과, 이 균 F의 16S rRNA의 염기 서열이 균 C의 그것과 상동이며, 게다가, 특정 조건에서 유도하면 효소 c를 생산하는 것을 알 수 있으면, 상기 「균 C를 이용한 시스템」의 발명의 특허성은 크게 흔들린다.

이에 대해, 「균 C를 이용하는 시스템」이 아니라, 「균 C가 생산하는 특정의 효소 및 유전자」와 「그를 이용한 시스템」이라고 하면, 당해 발명의 최대의 특징점은, 유전자· 단백질이라는 「물질」이 된다. 그 때문에, 미생물을 최대의 특징점으로 하는 경우에 비해 불확정 요소가 개재할 우려는 매우 낮다.

예를 들면, 상기의 예에서는, 균 F의 연구가 진행되기 전에, 효소 c의 아미노산 서열·염기 서열을 특정해 두면, 후에 균 F와 균 C가 동일한 「주」라고 해도, 그 특허 성에 큰 영향을 미치는 것을 피할 수 있습니다.

따라서, 미생물에 관한 발명에서 상기 (2-1)의 타입으로 분류되는 발명이면, 미생물을 최대의 특징점으로 하는 것은 가능한 한 피하는 것이 좋다. 물론, 실시 가능 요건을 만족하는 관점에서, 「균 C가 생산하는 특정 효소 및 유전자」의 발명이라도, 균 C를 기탁해야 하는 것이 바람직한 것은 말할 필요도 없지만, 미생물에 관한 발명에서는, 그 특징점이 정말 미생물 그 자체인지를 다시 검토할 필요가 있다고 생각된다.