지스트-이노코어 연구단, '뇌질환 조기진단 AI 융합연구 방향 제시' 첫 성과 발표

황준호 GIST 이노코어 연구단 박사와 이은지 교수, 네이선 C. 지안네스키 미국 노스웨스턴대 교수(왼쪽부터).

광주과학기술원(GIST·총장 임기철)은 '지스트-이노코어(GIST-InnoCORE) 연구단'의 이은지 신소재공학과 교수팀이 미국 노스웨스턴대학교 연구진과 함께 알츠하이머병 등 퇴행성 뇌질환의 조기 진단을 위한 '실시간 단백질 이미징 + AI 분석' 융합 연구의 새로운 방향을 제시하는 연구 결과를 발표했다고 12일 밝혔다.

이번 성과는 지스트-이노코어 연구단의 '멀티 멘토링 시스템'으로 연구 초기 단계에서부터 융합 연구 방향을 확립한 첫 사례다. 황준호 박사는 이노코어 펠로우로 합류한 뒤 책임멘토인 이은지 교수, 해외 석학 멘토인 미국 노스웨스턴대 네이선 C. 지안네스키 교수의 지도를 받아 연구 아이디어를 구체화했다.

퇴행성 뇌질환의 주요 원인 중 하나는 단백질의 비정상적인 응집이다. 연구팀은 미국 워싱턴대 드 요레오(De Yoreo) 교수팀이 보고한 '2단계 성장 메커니즘', 즉 실크 단백질이 불안정한 비정질 클러스터 단계를 거쳐 안정적인 결정 구조로 성장하는 과정에 주목했다. 이를 이해하면 단백질의 '성장 방향'을 제어할 수 있어, 향후 바이오 진단 기술과 신소재 설계 분야에 폭넓게 응용될 수 있다.

연구팀은 기존의 정적인 단백질 분석을 넘어 '실시간 투과전자현미경'(in-situ TEM)으로 단백질 구조 변화를 관찰하고 이를 머신러닝 기반 인공지능(AI) 분석과 결합하는 방법의 중요성을 강조했다.

이은지 교수는 “이노코어 연구단이 지향하는 '뇌질환 조기 진단 및 약물 설계 AI 플랫폼' 구축의 중요한 출발점”이라며 “실시간 투과전자현미경 이미지에 AI 기술을 접목하면, 뇌질환을 유발하는 단백질의 응집 현상을 병변 단계별로 더욱 정밀하게 분석할 수 있다”고 말했다.

이어 “임상시료 기존 분석 데이터와 병합한다면 알츠하이머, 파킨슨 병 등의 퇴행성 뇌질환 발병 가능성이나 진행을 예측하는 데 효과적으로 활용할 수 있다”고 덧붙였다.

이노코어 사업은 국내 4대 과학기술원(KAIST·GIST·DGIST·UNIST)이 각각 AI 융합 분야 핵심 연구단을 운영한다.우수한 박사후연구원을 모집해 2인 이상의 멘토로부터 지도를 받는 '멀티 멘토링'과 글로벌 공동연구를 지원하는 사업이다.

지스트-이노코어 연구단은 과학기술정보통신부가 추진하는 국가 연구 인재 양성 프로그램 '이노코어(InnoCORE) 사업'의 8개 연구단 중 하나로, GIST가 주관한다. GIST 연구단은 '뇌질환 조기 진단을 위한 AI+나노융합'을 핵심 목표로 하고 있다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com