AI로 바이러스 비밀 풀었다

이상민 포스텍 교수 네이처 발표

국내 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 바이러스 구조체를 설계하는 데 성공했다. 약물이나 백신 성분을 안에 담아 우리 몸속 원하는 곳까지 안전하게 배달할 수 있는 ‘초소형 택배 상자’를 AI로 만들어 낸 셈이다.

과학기술정보통신부는 이상민 포스텍 화학공학과 교수가 데이비드 베이커 미국 워싱턴대 교수와 공동으로 바이러스 구조체를 설계해 21일 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다고 20일 밝혔다. 베이커 교수는 단백질 구조 예측 분야의 세계적 권위자로, 2024년 데미스 허사비스 구글 딥마인드 최고경영자(CEO)와 공동으로 노벨 화학상을 받았다.

단백질은 신체를 구성하고 작동시키는 기본 요소다. 여러 단백질을 레고 블록처럼 결합하면 속이 빈 공 모양의 구조체를 만들 수 있는데 이 안에 약이나 유전물질을 넣어 몸속에 전달하면 부작용을 줄이고 효과는 높일 수 있다. 자궁경부암 백신이나 B형 간염 백신 등이 이런 방식으로 만들어졌다.

그동안 사람이 인공적으로 제조한 단백질 캡슐은 크기가 작고 모양도 단순했다. 자연계의 바이러스는 똑같은 단백질을 수백~수천 개 이어 붙여 크고 정교한 껍질을 만들어 내지만 인간의 설계 기술은 완벽한 대칭 구조에만 의존해 이 같은 자연의 솜씨를 따라잡지 못했다.

연구진은 AI 단백질 설계 도구인 ‘RF디퓨전’을 활용해 이 한계를 돌파했다. 단백질 부품끼리 맞물리는 각도와 휘어짐을 정밀하게 조절해 하나의 단백질이 위치에 따라 다른 모양으로 결합하도록 설계했다. 그 결과 평평한 판이 아니라 거대한 돔 형태의 껍질이 형성됐다. 이상민 교수는 “(AI를 활용해) 단백질 블록의 구조를 세밀하게 제어할 수 있었다”고 설명했다.

이영애 기자 0ae@hankyung.com