[글로벌-Biz 24] AI, 코로나 백신 연구 맹활약…논문 학습 후 코로나19 백신 구성요소 제안

인공지능(AI)이 최근 코로나19 백신 연구개발에 크게 기여하고 있다. AI가 바이러스성 단백질 구조를 이해함으로써 백신의 성분을 제안하고 초 고속으로 수만 편의 연구 논문을 샅샅이 뒤져 의학 연구자들을 돕는 등 두 가지 중요한 역할을 하고 있다고 와이어드가 28일(현지 시간) 전했다. 앨런 AI연구소, 구글 딥마인드 등의 팀들이 AI 툴, 데이터셋, 연구 결과 등을 세계 과학계와 공유했다.

코로나19를 겨냥한 백신은 독감이나 MMR용 백신과 같이 면역 반응을 유도하기 위해 죽거나 약해진 병원체를 사용한다. AI는 서브유닛과 핵산 백신 개발을 가속화하는 데 유용하다.
바이러스의 필수 요소인 단백질은 독특한 3D 모양을 결정하는 일련의 아미노산으로 이루어져 있다. 단백질의 구조를 이해하는 것은 바이러스가 어떻게 작용하는지 이해하는 데 필수다. 일단 그 구조가 이해되면 과학자들은 그 단백질의 독특한 모양과 함께 작용하는 약을 개발할 수 있다.

구글 딥마인드는 지난 1월 유전자 서열을 바탕으로 단백질의 3D 구조를 예측하는 최첨단 시스템 ‘알파폴드’를 선보였다. 3월 초에는 코로나19에 대한 시험에 들어갔다. 딥마인드는 코로나19를 유발하는 바이러스인 ‘SARS-CoV-2’와 관련된 여러 연구 대상 단백질의 단백질 구조 예측을 발표해 연구 단체가 바이러스를 더 잘 이해할 수 있도록 도왔다.

또 오스틴의 텍사스주립대학(UT)과 국립 보건원의 연구원들은 대중적인 생물학적 기술을 사용해 인간 세포에 부착되고 스파이크 단백질에 감염되는 바이러스 부분의 첫 3D 원자 척도 지도를 만들었다. 이 중대한 돌파구를 만든 팀은 사스와 메르스를 포함한 다른 변종코로나 바이러스를 연구하는데 수년을 보냈다. 알파폴드는 이 스파이크 구조에 대한 정확한 예측을 제공했다.

워싱턴대학의 단백질 디자인 연구소는 컴퓨터 모델을 사용하여 UT 오스틴 연구실에서 발견된 것과 거의 일치하는 사스 스파이크 단백질의 3D 원자 크기의 모델을 개발했다. 그들은 현재 새로운 단백질을 만들어 코로나19 바이러스를 중화시키는 연구를 진행하고 있다.

코로나19와 관련된 수천 개의 논문들이 최근 3개월 동안 발표됐다. 과학자들은 그들의 구체적인 연구와 관련된 논문들을 찾고 해법을 찾으려 애쓴다. 첫 번째 과제는 관련 문헌을 수집하여 접근 가능한 단일 장소에 두는 것이다.

앨런 AI연구소는 코로나19 오픈리서치 데이터셋을 생산하기 위해 여러 연구 기관과 제휴했다. 데이터셋은 새로운 연구가 발표될 때마다 업데이트된다. 현재 4만4000여 방대한 코로나19 관련 출판물이 담겨 있는 데이터셋은 기계 판독이 가능하기 때문에 연구원들은 자연 언어 처리 알고리즘을 만들어 적용할 수 있고 백신 발견도 가속화할 수 있다.
백악관, CZI(Chan Zuckerberg Initiative), 조지타운대 CSET(Security and Emerging Technology), 마이크로소프트 리서치, 국립보건원 국립의학도서관 등이 모여 이 서비스를 제공한다. 또 구글의 기계학습 및 데이터사이언스 플랫폼인 카글(Kaggle)은 코로나19 리서치 챌린지를 진행하고 있다. 이는 자연사, 바이러스에 대한 전송과 진단, 이전의 역학 연구에서 얻은 교훈 등 코로나19에 대한 광범위한 연구를 제공하고자 하는 것이다.


조민성 글로벌이코노믹 기자 mscho@g-enews.com