LG AI연구원, 백민경 교수와 공동연구 계약
배경훈 LG AI연구원장(왼쪽)이 지난 5일 서울 강서구 마곡 LG사이언스파크 글로벌라운지에서 백민경 서울대학교 교수와 AI와 Bio의 융합 연구를 위해 만나 악수하고 있다. LG 제공.
LG 인공지능(AI) 연구원이 신약 및 치료제 개발을 위해 단백질 구조를 예측하는 AI를 백민경 서울대 교수(생명과학부)팀과 함께 개발한다. 질병 원인을 알아내고 신약 개발에 활용할 '디지털 세포 지도'를 만들려면 단백질의 구조를 예측하는 기술이 필수인데 이를 위한 AI 프로그램을 올해 안에 완성한다는 계획이다.
LG AI연구원은 백민경 교수와 '차세대 단백질 구조 예측 AI' 개발을 위한 공동 연구 계약을 맺었다고 6일 밝혔다. 기존 기술의 한계를 뛰어넘는 단백질 다중 상태 구조 예측 AI를 만든다는 계획이다.
신체 활동에 관여하는 핵심 물질인 단백질은 질병의 원인을 찾아 치료제를 개발하는 핵심 열쇠로 꼽힌다. 그러나 평균 300개 넘는 아미노산으로 구성된 3차원의 복잡한 구조인 데다 아미노산의 종류, 분자 간 상호 작용 등에 따라 구조가 달라진다. 인류 난제인 단백질 구조 예측의 실마리를 푼 AI 중 하나가 2024년 노벨 화학상을 받은 데이비드 베커 교수의 '로제타폴드' 였고 백 교수는 이 프로그램 개발에 참여했다.
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LG AI연구원은 백 교수 연구팀과 협력해 기존 기술의 한계를 뛰어넘는 '단백질 다중 상태(Multistate)' 구조 예측 AI를 연내 개발하겠다는 계획이다. LG는 이번 공동 연구가 미국 유전체 연구 기관 '잭슨랩'과 진행 중인 알츠하이머 인자 발굴 및 신약 개발을 앞당길 것으로도 기대하고 있다.
빅테크 뛰어든 신약 시장... 계기는 AI
게티이미지뱅크
바이오, 제약 산업은 생성형 AI 기술이 가장 활발하게 쓰이는 분야 중 하나다. 단백질 생성 AI에 특정 속성을 지시하면 원하는 단백질 구조 예측이 몇 시간 또는 며칠 내 가능하고 신약 개발 기간을 크게 줄일 수 있다. 전 세계 주요 기업, 기관이 단백질 연구에 적극적으로 투자하는 배경이다.
빅테크 중 가장 먼저 단백질 생성 AI를 개발한 곳은 구글을 운영하는 알파벳의 자회사 딥마인드로 2021년 7월 36만5,000개 이상의 삼차원 단백질 구조를 예측할 수 있는 알파폴드를 내놓았다. 데미스 허사비스 구글 딥마인드 최고경영자(CEO)는 이 공로로 지난해 베커 교수와 함께 노벨 화학상을 받았다. 사회관계망서비스(SNS) 페이스북의 모회사 메타플랫폼은 지난해 11월 AI를 활용해 단백질 구조를 예측하는 컴퓨터 프로그램 'ESM폴드'를 공개했다. 반도체 기업 엔비디아는 2023년 신약 개발용 생성형 AI 모델 '바이오니모'(BioNeMO)를 출시했고 1월 바이오니모에 단백질 디자인 툴을 추가했다고 발표했다. 생성형 AI가 단백질의 3차원 모델을 만들면 추론과 논증에 특화된 AI가 단백질 사이에서 최적의 짝을 찾는다.
백 교수는 "단백질 구조 예측에서 AI는 중요한 도구지만 원리를 완전히 이해하지 못하는 한계가 있었다"면서 "공동 연구를 통해 단백질 구조 예측의 새로운 단계에 도전할 것"라고 말했다. 이순영 LG AI연구원 바이오지능랩장은 "단백질 다중 상태 구조 예측 AI를 개발해 질병의 메커니즘을 이해하고 새로운 치료제를 개발하는 데 획기적 진전을 이룰 수 있을 것"이라고 밝혔다.
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