‘1000배’ 빠른 단백질 분석 기술 탄생
‘1000배’ 빠른 단백질 분석 기술 탄생
  • 이규영
  • 승인 2022.06.07 10:10
  • 댓글 0
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[기획] 충북 바이오 혁신기술 어디까지 왔니?
사스·메르스·코로나19가 모두 같은 바이러스?
방대한 양자물리 데이터, AI로 문제해결 나서 

 

혁신기술을 기반으로 성장잠재력이 높은 유망 바이오 벤처기업을 발굴하는 ‘오송 Nesting Project(네스팅 프로젝트)’가 시작됐다. 
지자체-대학 협력기반 지역혁신 사업으로 진행되는 이 프로젝트는 충북 오송의 발전의 발판을 만들어 줄 수 있는 기회가 된다.
차세대 미래 산업으로 각광받는 바이오산업, 충북 오송에서 새로운 유니콘 기업의 탄생을 이끌어낼 수 있을까.
<세종경제뉴스>는 충북바이오헬스산업혁신센터와 함께 도내 혁신기술 기반의 기업을 찾아 그들의 글로벌 미래 선도 기업으로서의 성장 가능성을 엿본다.

이규호 아토믹스 대표.
이규호 아토믹스 대표.

 

#1 2002년 중국 남부 광둥성에서 발생한 사스(중증급성호흡기증후군). 홍콩을 거쳐 전 세계로 확산되며 700명이 넘는 사망자를 발생시켰다.

#2 2012년 사우디아라비아에서 발견된 메르스. 중동지역에서 발생됐다 해서 중동호흡기증후군(Middle East Respiratory Syndrome)의 앞자리를 따 MERS로 명명됐다. 2015년 국내로 유입돼 방역망이 뚫리면서 국내에서도 큰 피해가 있었다.

#3 2019년 중국 우한에서 보고된 코로나바이러스감염증-19. 전 세계적으로 코로나 팬데믹을 이끌고 현재는 풍토병으로 자리 잡는 추세다.

 

앞서 소개된 사스, 메르스, 코로나19는 모두 코로나 바이러스가 원인이다. 코로나바이러스는 사람과 동물에게 흔히 나타나는 호흡기 바이러스 중 하나다. 이들의 공통된 특징은 모두 동물에서 사람으로 넘어온 동물 유래 바이러스의 일종이다.

코로나19 확산세가 커지자 한국화학연구원 신종 바이러스(CEVI) 융합연구단은 사스와 메르스 중화항체가 코로나19에 결합할 수 있다는 것을 예측했다.

미국 화이자는 사스 바이러스가 등장했을 당시 연구를 통한 방대한 자료를 보유했다. 이를 통해 신속한 연구를 진행했고 알약 치료제인 팍스로비드를 만들어낼 수 있었다.

물질에 대한 방대한 자료와 수많은 분자구조를 연구할 수 있는 컴퓨터를 가진 대기업이었기에 가능했던 개발이었다. 인력과 자본이 부족한 국내 스타트업의 경우 무수히 많은 아이디어로도 그들을 따라잡기는 어렵다.

이규호 아토믹스 대표가 알고리즘에 대해 설명하고 있다.
이규호 아토믹스 대표가 알고리즘에 대해 설명하고 있다.

 

“일반인들은 믿기 어렵겠지만 세상의 모든 물건은 주기율표에 있는 원소로만 이뤄져 있습니다. 단백질은 딱 20가지의 분자로 이뤄져있고, 이것들로 신체의 모든 것을 만들 수 있죠.”

 

아토믹스 이규호 대표는 양자물리에 기반을 둔 인공지능을 활용, 단백질 분석을 기존 모델보다 최대 1000배 빠르게 해낼 수 있는 기술을 만들었다. 이를 통해 단백질의 구조를 이해하고 원자의 배치에 따라 신약을 개발할 수 있는 기반이 만들어졌다.

데이터를 가공할 때는 슈퍼컴퓨터를 이용해 계산을 하고 인공지능을 활용한다.

분자의 생김새를 파악하고 원자의 위치만 알면 해당되는 곳에 필요한 소재를 넣고 효과가 있는지 볼 수 있다.

양자물리 기반 시뮬레이션 기술은 기존 산업계 문제를 해결하는데 쓰였지만 계산양이 많아짐에 따라 적용을 할 수 없는 경우가 많았다.

이 대표는 ‘인공지능 기계 학습 알고리즘’을 통해 이 문제를 해결할 수 있다고 봤다.

양자역학 기반 시뮬레이션으로 양질의 데이터를 대량으로 생산하는 기술을 중점으로 개발한다는 것이다. 또 이 데이터를 학습할 수 있는 모델을 개발, 이들을 결합해 독보적인 결합력 예측 기술을 만든다.

그는 “최초 버전은 지금까지 연구된 여러 방법을 검토하고 기존 모델을 간단한 단원자 분자로 재현하는 것에서 끝났다. 이후 연구를 통해 아미노산을 구성하는 다섯 가지 원소로 확대, 단백질 모델 확장을 위한 데이터 백만 개 생산 등을 추진했지만 모델 구조상 데이터 학습이 불가능해 어려움을 겪었다”며 “그러나 모델 아키텍처를 변경해 애로사항을 해결하고 약물의 중요한 특성인 결정구조 및 용해도를 예측하는 모델을 고도화 할 수 있는 핵심 기술로서 현재에 이르게 됐다”고 설명했다.

기사와 관련 없는 자료사진.

 

“빌게이츠는 뉴욕타임즈에 ‘학계, 산업계, 소프트웨어 업계가 협업해야한다’는 글을 기고했습니다. 그의 말처럼 기술을 연구하는 학계와 사업 단계에서 생산이 가능한 대형 의약품제조사, 그리고 이 기술의 효용성을 키울 수 있는 소프트웨어 업계가 모두 함께 노력해야 합니다.”

 

이 대표는 스타트업을 육성하고자 하는 국내의 기조에 대해 창업가들에게 한계를 부여해선 안 된다고 말한다. 자본의 힘만 중요시했던 과거와 달리 이제는 자본과 기술이 팽팽한 구도가 이뤄졌기 때문이다. 이에 혁신적 기술에 대해 정부가 자금을 지원하고 창업자들에게 실패의 두려움을 줘선 안 된다는 것이다.

특히 인건비에 대해 인재재활용 시스템 등을 이용, 퇴사하는 직원을 떠난다고 생각하지 말고 매 다른 회사에서 능력을 키워나가는 것에 중점을 두고 아낌없이 투자해야 한다고 조언했다.


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