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[IF] AI로 내성균 죽일 수퍼항생제 찾았다

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조선비즈

AI(인공지능)로 발견한 수퍼 항생제 할리신(위)을 처리한 대장균은 내성이 생기지 않아 다 죽었지만, 기존 항생제인 시프로플록사신(아래)에서는 내성이 생겨 균이 번식했다. /MIT



과학자들이 인공지능(AI)을 활용해 내성을 가진 박테리아도 죽일 수 있는 강력한 항생제를 발견했다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 등 공동연구진은 지난 20일 국제학술지 '셀'에 "AI를 통해 새로운 유형의 항생제 '할리신(hali cin)'을 개발했다"고 발표했다. 할리신은 1960년대 영화 '2001 스페이스 오디세이'에 등장하는 AI 컴퓨터 '할'의 이름에서 따왔다.

전 세계적으로 항생제 내성균 문제는 심각하다. 과학자들은 내성균이 점점 늘어나면서 2050년까지 감염으로 인해 연간 1000만명 이상의 사망자가 발생할 것이라고 추정한다. 이 때문에 내성에 대응할 수 있는 새로운 항생제가 필요한 상황인데 지난 수십 년 동안 새로운 항생제는 거의 개발되지 않았다.

연구진은 인체에 가장 흔한 세균 중 하나인 대장균을 죽이는 데 효과적인 분자 구조를 찾는 AI 모델을 설계했다. 먼저 동식물, 미생물 등에서 확인된 800여 종의 천연 물질을 포함한 2335개의 다양한 항균 능력을 가진 분자를 학습시켰다. 이렇게 훈련된 AI를 6000개의 화합물 데이터에서 테스트했다. 대장균을 효과적으로 억제하면서도 기존 항생제와는 다른 분자구조를 가진 물질을 찾도록 했다. AI는 약 100개의 새로운 수퍼 항생제 후보를 추려냈다. 이 가운데 강력한 항생제인 할리신이 발견됐다. 생쥐 실험을 한 결과 기존 항생제에 내성을 보이는 박테리아 '클로스트리디오이데스 디시필'과 '아시네토박터 바우마니'에 할리신이 효과가 있음이 확인됐다.

할리신은 세포막을 가로질러 이동하는 양성자의 흐름을 차단해 박테리아를 죽인다. 연구진은 이런 메커니즘이 박테리아가 내성을 키우기 어렵게 한다고 설명했다. 동물실험에서 독성도 거의 나타나지 않았다. 대장균에 할리신을 30일 동안 처리했는데 내성이 나타나지 않은 것으로 확인된 것이다. 반면 기존 항생제인 시프로플록사신(ciprofloxacin)을 처리했을 때는 1~3일 이내에 내성이 나타났다. 30일 뒤에는 실험 시작 때보다 200배 더 강한 저항력을 보였다. 연구진은 할리신을 인체에 적용하기 위해 제약사 등과 협력해 추가 연구를 계속한다는 계획이다.





유지한 기자(jhyoo@chosun.com)

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