"AI로 '가상 인간 세포' 개발 가능...글로벌 협력 필요"

[박찬 기자]

(사진=애마 룬드버그)

과학자들이 인공지능(AI)을 활용해 세계 최초의 가상 인간 세포를 개발하기 위한 협력에 착수했다. 이 프로젝트는 인간 세포의 행동을 모방하는 AI 기반 모델을 만들어 생물학 연구와 의학 발전에 새로운 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.

스탠포드대학교와 제넨텍, 챈-주커버그 이니셔티브(Chan-Zuckerberg Initiative)의 연구진은 24일(현지시간) 인간 생체 분자와 세포, 조직 및 장기의 작동을 시뮬레이션할 수 있는 멀티모달 신경망 모델 'AI 가상 세포(AIVC)' 개발을 목표로 글로벌 협업 프로젝트를 제안했다.

연구진은 AI의 기술 발전과 방대한 실험 데이터를 활용하면 가상 세포 개발이 실현 가능한 단계에 접어들었다고 강조하며, "이 목표를 이루기 위해서는 전 세계적인 협력과 노력이 필수적"이라고 강조했다.

AIVC는 기존 모델이 이루기 어려웠던 세포 기능과 행동의 정확한 시뮬레이션을 가능하게 한다. 이를 통해 연구진은 세포가 건강을 유지하는 메커니즘과 질병으로 인해 손상되는 원인을 깊이 이해할 수 있다. 특히, AIVC는 실리코(컴퓨터 환경) 실험을 지원, 생체 실험에 비해 신속하고 저렴한 연구를 가능케 한다.

이 플랫폼은 생물의학과 의학, 약물 개발, 세포 공학, 프로그래밍 가능한 생물학 등 다양한 분야에서 획기적인 발전을 이끌 것으로 예상된다고 밝혔다. 암 연구에서는 세포가 악성으로 변하는 과정을 분석하고, 바이러스학에서는 감염 세포에 대한 바이러스의 영향을 예측하며, 개인화된 의학에서는 환자의 디지털 트윈을 통해 맞춤형 치료법을 실험할 수 있다는 설명이다.

연구진은 AIVC가 성공하기 위해 세가지 조건을 충족해야 한다고 밝혔다. 다양한 종과 세포 유형에 대한 일반 모델을 만들고 세포 행동을 정확하게 예측하고 컴퓨터에서 자비용으로 실험을 가능하게 만드는 것 등이다.

특히 방대한 양의 데이터와 글로벌 협력이 필요하다고 전했다. "이 프로젝트는 '챗GPT'를 훈련하는 데 사용된 데이터보다 1000배 이상의 데이터를 요구하며, 학계와 산업계, 비영리 단체 등이 긴밀하게 협력해야 한다"라고 강조했다. 또 결과 모델은 전 세계 연구자들에게 자유롭게 공유돼야 한다고 덧붙였다.

에마 룬드버그 스탠포드대 교수는 이 프로젝트를 '생물학의 성배'라고 표현하며, "AI는 데이터에서 직접 학습해 생물학의 복잡한 비밀을 밝혀낼 잠재력을 가지고 있다"라고 말했다. 또 "AIVC는 생물학을 정보 시스템화할 수 있으며, 생명에 대한 시뮬레이션을 구축할 토대를 마련할 것"이라고 덧붙였다.

이어 "이 프로젝트는 인간 게놈 프로젝트와 유사한 대규모 협력이 필요하며, 모델 개발에는 10년 이상이 걸릴 수도 있다"라며 "이제는 AI와 방대한 데이터셋을 통해 생물학 연구와 모델링에 혁신을 가져올 절호의 시점에 도달했다"라고 강조했다.

박찬 기자 cpark@aitimes.com

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