포스텍 이상민 교수, AI로 인공 단백질 개발 성공

AI 설계 연구 통해 유전자 치료 기술 개발의 전환점 제시

포스텍(포항공대) 화학공학과 이상민 교수가 올해 노벨화학상 수상자인 미국 워싱턴대 데이비드 베이커 교수와 공동으로 AI(인공지능)를 활용해 바이러스의 복잡하고 정교한 구조를 모방한 새로운 치료 플랫폼을 세계 최초로 개발했다고 19일 밝혔다. 이상민 교수와 베이커 교수, 연구 이미지. (포스텍 제공) 204.12.18/뉴스1

(포항=뉴스1) 최창호 기자 = 포스텍(포항공대) 화학공학과 이상민 교수가 올해 노벨화학상 수상자인 미국 워싱턴대 데이비드 베이커 교수와 공동으로 AI(인공지능)를 활용해 바이러스의 복잡하고 정교한 구조를 모방한 새로운 치료 플랫폼을 세계 최초로 개발했다고 19일 밝혔다.

신 기술은 바이러스 모방한 나노입자 AI 설계 연구 통해 유전자 치료 기술 개발의 전환점 제시한 것으로 평가받고 있다.

공동연구팀은 AI 기반 전산 설계 기법을 도입, 대부분 대칭적인 구조로 된 바이러스를 정사면체와 정육면체, 정십이면체 등 다양한 나노 케이지를 세계 최초로 제작하는 데 성공했다.

기존 나노 케이지는 크기가 작아 그 안에 담을 수 있는 유전자 양이 한정적이었고 구조가 단순해 실제 바이러스 단백질처럼 여러 기능을 구현하는데 한계가 있었다.

공동연구팀이 개발한 나노 케이지는 네 종류의 인공 단백질로 구성돼 있으며 여섯 종류의 독특한 단백질- 단백질 결합 계면을 포함하는 정교한 구조를 형성한 것이 장점이다.

특히 최대 75nm(나노미터)에 이르는 정십이면체 구조는 기존 유전자 전달체(AVV1)보다 세 배 더 크기 때문에 훨씬 더 많은 유전자를 담을 수 있다.

이상민 교수는 "전자 현미경 분석 결과 AI로 설계한 나노 케이지들은 예상대로 정확한 대칭구조를 이뤘고 기능성 단백질을 활용한 실험에서도 유전자는 나노케이지가 표적 세포까지 성공적으로 전달한 것을 확인했다"고 밝혔다.

그는 "AI 발전으로 인류가 원하는 인공 단백질을 설계하고 조립하는 시대가 열렸다"며 "이번 연구가 유전자 치료제는 물론 차세대 백신 등 다양한 의·생명 분야의 혁신적인 발전에 기여하기를 바란다"고 덧붙였다.

이상민 교수는 한양대학교 화학공학과를 졸업, 미국 미시간대학교에서 화학공학과 박사 학위를 받았다.

이번 연구는 과학 분야 세계 최고 학술지인 'Nature.(네이처)'에 현지 시각으로 18일 게재됐다.

2021년 2월부터 2년 9개월 동안 데이비드 베이커 교수 연구실에서 박사후연구원으로 재직하다 올해 1월 포스텍에 부임했다.

choi119@news1.kr

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