단백질 발현 시장은 2025년 37억 6,800만 달러에서 2031년에는 58억 5,200만 달러로 증가하고, CAGR 7.61%를 달성할 것으로 예측됩니다.
단백질 발현 시장은 기술 혁신, 바이오 의약품의 확대, 연구 능력의 진화에 힘입어 견조한 성장세를 보이고 있습니다. 유전자 정보를 세포 기능을 수행하는 기능성 단백질로 변환하는 과정인 단백질 발현은 현대 생명공학 및 의약품 개발의 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다. 유전공학 및 단백질체학의 발전과 더불어 계속 확대되고 있는 바이오의약품 산업과 희귀질환에 대한 관심이 높아지면서 시장 성장세를 견인하고 있습니다.
시장의 주요 시장 성장 촉진요인
유전공학의 발전
유전공학 기술, 특히 CRISPR-Cas9 기술의 발전으로 단백질 발현 효율 향상을 위한 세포주 설계 능력이 크게 향상되었습니다. CRISPR-Cas9 유전자 편집 플랫폼은 특정 DNA 염기서열을 정밀하고 효율적으로 편집할 수 있어 다양한 생물체에서 유전자를 추가, 삭제 또는 변형하는 것을 단순화할 수 있습니다. 이러한 기술적 역량은 단백질 발현 시장의 주요 성장 요인으로 작용하고 있습니다.
2023년 1월, 카이토피안은 유전자 전달 플랫폼 'Flowfect Discover'의 얼리 액세스 프로그램을 시작하여 복잡한 유전공학 물질의 전달 정확도와 효율성을 향상시켰습니다. 이는 신흥 플랫폼이 어떻게 단백질 발현 능력을 촉진하는지를 보여주는 좋은 예입니다. 또한, DNA 합성 기술의 발전으로 맞춤형 DNA 서열을 쉽고 저렴하게 만들 수 있게 되었고, 고급 유전공학 도구에 대한 접근이 민주화되어 단백질 발현 기술의 잠재적 사용자 기반이 확대되고 있습니다.
바이오의약품 산업 확대
생명공학 산업의 성장과 제약사들의 바이오의약품 채택 확대는 단백질 발현 시장의 발전에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다. 유전공학, 재조합 DNA 기술, 단백질 발현 시스템을 포함한 생명공학 기술의 급속한 발전으로 새로운 바이오 의약품의 생산이 가능해졌습니다. 전략적 제휴는 바이오 의약품 분야를 확장하고 단백질 발현 시장의 성장을 뒷받침하고 있습니다. 2022년 9월, 사이토리즌과 화이자는 신약 개발 및 개발 이니셔티브에 인공지능을 활용하기 위해 5년 연장 협력 계약을 체결했습니다. 이는 파트너십이 어떻게 바이오의약품 혁신과 관련 단백질 발현에 대한 수요를 가속화하고 있는지를 보여주는 사례입니다.
희귀질환에 집중
제약업계는 희귀질환에 대한 희귀의약품 개발에 중점을 두고 있으며, 단백질 발현 시장에서 큰 기회를 창출하고 있습니다. 많은 오펀 의약품은 특수한 단백질 분자를 필요로 하는 단백질 기반 치료법으로, 단백질 발현 기술에 대한 수요를 직접적으로 견인하고 있습니다. 약 3,000만 명의 미국인이 희귀질환의 영향을 받고 있으며, 이는 미충족 수요(Unmet Needs)가 매우 크다는 것을 보여줍니다. 이러한 치료에 대한 관심은 미국 국립보건원(NIH)의 '희귀질환 임상연구 네트워크' 프로그램 등의 노력에 의해 뒷받침되고 있습니다. 이 프로그램은 연구자 간 협력 촉진, 연구 참여 촉진, 데이터 공유 촉진을 통해 의학 연구를 가속화하고 있습니다.
단백질체학의 발전
단백질체학의 발전은 단백질과 그 생물학적 역할에 대한 이해를 근본적으로 변화시켜 단백질 발현 시장을 주도하고 있습니다. 탠덤 질량분석법 및 액체 크로마토그래피-질량분석법을 포함한 현대의 질량분석 기술은 고감도 및 고처리량 단백질 분석을 가능하게 합니다. X선 결정구조분석법, 핵자기공명분광법, 저온전자현미경 등의 구조 결정 기법을 통해 연구자들은 단백질 구조를 고해상도로 결정할 수 있으며, 단백질 상호작용과 메커니즘에 대한 중요한 지식을 밝혀내고 있습니다.
또한, 단백질체학를 유전체학 및 전사체학 데이터와 통합하여 종합적인 세포 프로세스 분석이 가능합니다. 멀티오믹스 접근법은 생물학적 시스템 내 유전자 발현 조절과 분자 간 상호작용에 대한 전체적인 그림을 제공하여 연구 역량을 확장하고, 이러한 통합적인 분석 워크플로우를 지원하는 고급 단백질 발현 플랫폼에 대한 수요를 창출하고 있습니다.
시장 성장 억제요인
단백질 발현 시장은 견고한 성장 궤도에 있지만, 확장에 영향을 미치는 문제에 직면해 있습니다. 단백질 발현 시스템 구축 및 유지에 많은 비용이 소요되며, 초기 투자비용이 높아 소규모 연구기관이나 예산 제약이 있는 기업의 기술 도입에 걸림돌이 될 수 있습니다. 기술적 제약도 장벽이 될 수 있습니다. 광범위한 번역 후 변형이 필요한 진핵생물 단백질은 박테리아와 같은 원핵생물 시스템에서 제대로 발현되거나 처리되지 않을 수 있으며, 더 복잡하고 시간이 많이 소요되는 진핵생물 발현 플랫폼이 필요합니다.
또한, 단백질 발현 시장은 치열한 경쟁에 직면해 있으며, 수많은 기존 기업들이 시장 점유율을 놓고 경쟁하고 있어 신규 시장 진출기업에게는 시장 진입이 쉽지 않습니다. 이러한 경쟁 구도에서는 시장에서의 지위를 유지하기 위해 지속적인 혁신과 차별화가 요구됩니다.
지역별 동향 및 최근 동향
북미는 탄탄한 헬스케어 인프라, 헬스케어 분야 R&D 투자 증가, 단백질 기술 활용 확대, 만성질환 부담 증가 등을 배경으로 예측 기간 동안 큰 시장 점유율을 유지할 것으로 예측됩니다. 미국의 의료비 지출은 1인당 기준으로 보나 GDP 대비 기준으로 보나 다른 고소득 국가에 비해 여전히 상당히 높은 수준입니다. 제약 산업이 지속적으로 확대되면서 지역 시장의 성장을 더욱 촉진하고 있으며, 제약 부문이 국가 경제에서 차지하는 비중이 크게 증가하고 있습니다.
최근 시장 동향은 지속적인 혁신을 뒷받침하고 있습니다. 2023년 7월, 론자는 GS-CHO 세포주와의 병용 시 생산성과 단백질 품질을 최적화하는 'TheraPRO(R) CHO Media System'을 발표하여 치료용 단백질을 제조하는 제약 및 바이오 기업을 지원했습니다. 2023년 5월, 10x Genomics는 공간 분석 능력을 확장하고 유전자 및 단백질 발현 패턴의 조사 범위를 강화하는 'Visium CytAssist Gene and Protein Expression Assay'를 도입했습니다.
단백질 발현 시장은 기술 고도화, 치료법 혁신, 생명공학 및 제약 분야의 연구 용도 확대에 힘입어 계속 진화하고 있습니다.
어떤 용도로 사용되는가?
산업 및 시장 인사이트, 사업 기회 평가, 제품 수요 예측, 시장 진출 전략, 지리적 확장, 설비 투자 결정, 규제 프레임워크와 영향, 신제품 개발, 경쟁의 영향
The protein expression market is expected to achieve a 7.61% CAGR, increasing from USD 3.768 billion in 2025 to USD 5.852 billion in 2031.
The protein expression market is experiencing robust growth driven by technological innovation, biopharmaceutical expansion, and evolving research capabilities. Protein expression-the process by which genetic information is converted into functional proteins that carry out cellular functions-has become central to modern biotechnology and drug development. Advancements in genetic engineering and proteomics, combined with the expanding biopharmaceutical industry and increasing focus on rare diseases, are propelling market momentum.
Core Market Drivers
Genetic Engineering Advancements
Progress in genetic engineering techniques, particularly CRISPR-Cas9 technology, has substantially enhanced the ability to engineer cell lines for improved protein expression. The CRISPR-Cas9 gene editing platform enables precise and efficient editing of specific DNA sequences, simplifying the addition, deletion, or modification of genes across diverse organisms. These technological capabilities represent major growth drivers for the protein expression market.
In January 2023, Kytopean launched an early access program for its gene delivery platform 'Flowfect Discover,' enabling delivery of complex genetic engineering materials with enhanced precision and efficiency. This exemplifies how emerging platforms are advancing protein expression capabilities. Additionally, advances in DNA synthesis technologies have made custom DNA sequence creation easier and more affordable, democratizing access to sophisticated genetic engineering tools and expanding the potential user base for protein expression technologies.
Biopharmaceutical Industry Expansion
The biotechnology industry's growth and pharmaceutical companies' increasing biologics adoption have positively contributed to protein expression market development. Rapid developments in biotechnology-including genetic engineering, recombinant DNA technology, and protein expression systems-have enabled novel biopharmaceutical production. Strategic collaborations are expanding the biopharmaceutical landscape and supporting protein expression market growth. In September 2022, CytoReason and Pfizer entered an extended five-year collaboration agreement to utilize artificial intelligence in drug discovery and development initiatives, demonstrating how partnerships are accelerating biopharmaceutical innovation and associated protein expression demands.
Rare Disease Focus
The pharmaceutical industry has emphasized orphan medication development for rare diseases, creating significant opportunities for the protein expression market. Many orphan medications are protein-based therapies requiring specialized protein molecules, directly driving demand for protein expression technologies. Approximately 30 million Americans are impacted by rare diseases, highlighting substantial unmet medical needs. The growing treatment focus is evidenced by initiatives like the NIH's Rare Diseases Clinical Research Network program, which accelerates medical research by promoting collaboration, facilitating study enrollment, and fostering data sharing among researchers.
Proteomics Advances
Progress in proteomics has fundamentally transformed understanding of proteins and their biological roles, propelling the protein expression market. Modern mass spectrometry techniques-including tandem mass spectrometry and liquid chromatography-mass spectrometry-enable sensitive, high-throughput protein analysis. Structural determination methods like X-ray crystallography, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and cryo-electron microscopy allow researchers to determine protein structures at high resolutions, revealing critical insights into protein interactions and mechanisms.
Furthermore, integrating proteomics with genomics and transcriptomics data enables comprehensive cellular process analyses. Multi-omics approaches provide holistic views of gene expression regulation and molecular interactions within biological systems, expanding research capabilities and creating demand for sophisticated protein expression platforms that support these integrated analytical workflows.
Market Constraints
Despite positive growth trajectories, the protein expression market faces challenges impacting expansion. Establishing and maintaining protein expression systems can be expensive, with high initial investments potentially deterring smaller research organizations or budget-constrained companies from adopting these technologies. Technical limitations also present obstacles: eukaryotic proteins requiring extensive post-translational modifications may not be adequately expressed or processed in prokaryotic systems like bacteria, necessitating more complex and time-consuming eukaryotic expression platforms.
Additionally, the protein expression market experiences intense competition, with numerous established companies competing for market share, making market entry challenging for new participants. This competitive landscape requires continuous innovation and differentiation to maintain market position.
Regional Dynamics and Recent Developments
North America is expected to hold significant market share during the forecast period, supported by strong healthcare infrastructure, increasing healthcare R&D investment, growing protein technology usage, and rising chronic disease burden. Healthcare spending in the United States remains substantially higher-both per capita and as GDP percentage-compared to other high-income nations. The expanding pharmaceutical industry further augments regional market growth, with pharmaceutical sector contributions to national economies increasing significantly.
Recent market developments underscore ongoing innovation. In July 2023, Lonza launched the TheraPRO(R) CHO Media System to optimize productivity and protein quality when used with GS-CHO cell lines, supporting pharmaceutical and biotechnology companies manufacturing therapeutic proteins. In May 2023, 10x Genomics introduced the Visium CytAssist Gene and Protein Expression Assay to broaden spatial analysis capabilities, enhancing the scope of gene and protein expression pattern studies.
The protein expression market continues evolving, driven by technological sophistication, therapeutic innovation, and expanding research applications across biotechnology and pharmaceutical sectors.
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