"신약개발에도 AI로" 구글 `알파폴드3` 공개

'알파폴드'를 활용한 단백질 구조 예측 결과. 구글 딥마인드 갈무리.

구글 딥마인드가 신약 개발용 인공지능(AI) 모델을 공개하면서 AI 신약 개발을 둘러싼 주도권 다툼이 치열해질 것으로 보인다.

'알파고' 개발사로 유명한 구글의 AI 기업 구글 딥마인드 데미스 허사비스 CEO는 8일(현지시간) "향후 수년 내(next couple of years) AI가 처음 설계한 약이 환자에 투여될 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다. 허사비스 CEO는 이날 블룸버그TV와의 인터뷰에서 단백질 구조를 파악하는 AI 모델인 '알파폴드(AlphaFold)' 최신 버전도 소개했다.

이날 구글 딥마인드는 '알파폴드3'를 공개했다. 알파폴드3는 2018년 처음 공개된 '알파폴드', 2020년 '알파폴드2'에 이어 4년만에 나왔다. 관련 논문은 국제 학술지 '네이처'에도 실렸다. 허사비스 CEO는 "생물학은 역동적인 시스템이며 서로 다른 분자간 상호작용을 통해 생물학적 특성이 어떻게 나타나는지 이해해야 한다"며 "이번 발표는 구글 딥마인드에 중요한 이정표"라고 말했다.

알파폴드3는 기존 모델이 제공하던 인체 내 단백질 구조 예측을 넘어 모든 생물학적 분자 형태와 상호작용까지도 예측할 수 있다. 지난 2020년 단백질 구조 예측에 돌파구를 마련한 '알파폴드2'를 기반으로 구축됐다. 단백질을 구성하는 아미노산 문자열을 입력하면 몇 분 안에 3차원 모양을 예측할 수 있다. 최신 버전인 알파폴드3는 생명체의 근간이 되는 거의 모든 생체 분자 구조를 예측할 수 있는 것으로 알려졌다.

구글 딥마인드는 단백질과 다른 분자 간 상호작용에 관한 예측은 기존보다 50% 이상, 특정 상호작용에서는 정확도가 두 배까지 높아졌다고 밝혔다. 허사비스는 "알파폴드2는 구조 생물학 분야에 혁신을 가져온 획기적인 기술로, 현재까지 2만 번 이상 인용됐다"고 설명했다.

알파폴드3는 입력된 분자 리스트를 통해 3차원 구조를 생성한 뒤 모든 분자가 어떻게 결합하는지를 보여준다. 단백질, DNA, 리보핵산(RNA)과 같은 큰 생체 분자뿐만 아니라 '리간드(ligand)'라고 하는 작은 분자도 모델링한다. 세포의 건강한 기능을 파괴해 질병으로 이어질 수 있는 분자의 화학적 변형도 모델링할 수 있다.

논문은 알파폴드3가 거의 모든 생체분자 유형의 구조를 높은 정확도로 예측할 수 있고, 생명체 구성 분자들의 광범위하고 정확한 모습을 보여줘 생물학 세계를 선명하게 조명하고 있다고 설명했다. 구글 모회사 알파벳의 신약 개발 자회사인 아이소모픽 랩스는 알파폴드3를 이용해 신약 개발을 진행 중이다. 알파폴드의 혁신으로 생물학적 메커니즘을 조명해 항생제와 암 치료뿐 아니라 식량 안보, 백신 설계 등에서 발전을 이끌 수 있을지 주목된다.

이날 구글 딥마인드는 비영리 연구를 지원하기 위한 무료 플랫폼인 '알파폴드 서버'도 함께 발표했다. 이 플랫폼은 단백질이 세포 전체에서 다른 분자와 상호 작용하는 방식을 예측하는 도구다. 전 세계 과학자들이 비상업적 연구를 위해 무료로 이용할 수 있다.김나인기자 silkni@dt.co.kr