AI로 '레고 블록'처럼 mRNA 조립… 차세대 신약 국산화 속도 낸다

연세대 약학과 김태돈 교수팀, 과기부 과제 선정
부산대·㈜히츠 공동 연구… 5년간 총 45억 투입

연구 모식도. 연세대 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 기존보다 효능을 대폭 높이고 부작용을 줄인 차세대 메신저 리보핵산(mRNA) 치료제 설계 기술 개발에 본격 착수했다. 감염병 백신을 넘어 맞춤형 암 백신과 유전자 치료제 국산화를 앞당기고, 해외 빅파마에 종속된 핵심 특허 장벽을 허무는 계기가 될 것으로 기대된다.

연세대학교는 약학과 김태돈 교수 연구팀이 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 'AI 기반 맞춤형 mRNA 구조체 설계 기술 개발 및 실증' 과제 주관기관으로 최종 선정됐다고 18일 밝혔다.

이번 연구는 인공지능이 스스로 최적의 유전자 부품을 조합하는 '에이전트형 인공지능(Agentic AI) 기반 가상실험실'을 구축하는 것이 핵심이다. 기존 mRNA 백신은 체내에서 빠르게 분해되는 한계 때문에 필요 이상으로 많은 양을 투여해야 했고, 이로 인해 부작용 위험이 커지는 문제가 있었다.

연구팀은 원하는 기능을 레고 블록처럼 끼워 넣을 수 있는 독립적 부품 기술(pnpRNA)을 적용하고, 20만개 이상의 데이터를 학습한 AI 가상실험실을 통해 최적의 구조체를 신속히 발굴할 계획이다. 이를 통해 기존 백신 대비 단백질 발현 효율을 50% 이상 끌어올린 고효율 치료제 후보물질을 실증하는 것을 목표로 한다.

해당 기술이 상용화되면 적은 약물 투여량으로도 충분한 치료 효과를 내어 환자의 부작용과 약값 부담을 동시에 낮출 수 있다. 특히 소수 글로벌 제약사가 독점해 온 mRNA 조절 부위 특허를 국산 기술로 우회함으로써, 국내 제약·바이오 기업의 막대한 로열티 지출을 줄이고 독자적인 신약 개발 생태계를 확보할 수 있게 된다.

이번 과제는 국가 연구개발(R&D) 사업의 일환으로 올해부터 5년간 총 45억원의 연구비가 투입된다. 연세대를 주축으로 부산대, AI 신약 개발 기업 ㈜히츠가 공동 연구로 참여한다. 연구팀은 향후 구축된 데이터와 AI 예측 모델을 국가 데이터 플랫폼에 공개해 국내 바이오 기업으로의 기술이전 및 상용화를 적극 추진할 방침이다.

연구 책임을 맡은 김태돈 교수는 "AI 가상실험실 구축을 통해 최적의 mRNA 구조체를 신속하게 설계하는 독자적 플랫폼을 개발하겠다"며, "글로벌 특허 장벽을 넘어 차세대 mRNA 의약품 개발의 새로운 패러다임을 열겠다"고 말했다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자