AI 설계 항염증 단백질, 기존 치료제보다 효과↑ 外 [과학게시판]

[아이뉴스24 정종오 기자] 인공지능(AI)이 차세대 항염증 단백질을 설계하는 곳까지 이르고 있다. 대구경북과학기술원 연구팀이 AI 설계를 통해 개발한 이 단백질은 기존 염증 치료제보다 최대 53% 효과가 높은 것으로 나타났다.

동물실험을 통해 효과를 입증했고 임상 실험으로 나아갈 준비를 하고 있다.

AI 설계 차세대 항염증 단백질, 기존 치료제보다 50% 효과↑

대구경북과학기술원(DGIST, 총장 이건우) 뇌과학과 엄지원 교수 연구팀과 장익수 iProtein Therapeutics 대표(전 DGIST 뇌과학과 교수) 연구팀이 AI·슈퍼컴퓨팅 기반으로 설계한 ‘차세대 항염증 단백질’을 개발하고 동물실험을 통해 그 효능을 입증했다.

이번에 개발된 단백질은 염증 억제 효과가 기존 치료제보다 최대 53% 향상된 것으로 확인됐다. 앞으로 류머티즘·통풍·자가면역질환 등 다양한 염증성 질환의 치료 효율을 획기적으로 높일 것으로 기대된다.

엄지원 교수는 “AI와 슈퍼컴퓨팅으로 설계한 단백질이 실제 세포·동물실험에서 기존 약물을 능가하는 효능을 보였다는 점에서 의미가 있다”며 “전신 염증 질환뿐 아니라 뇌 신경염증 치료제로도 발전 가능성이 커 차세대 항염증 단백질 플랫폼으로 자리 잡을 것”이라고 말했다.

바이러스·면역학 분야 세계 석학 한 곳에

기초과학연구원(IBS, 원장 직무대행 김영덕)은 바이러스와 면역학 분야 국내외 최고 석학을 초빙해 ‘IBS 콘퍼런스’를 개최한다.

IBS 한국바이러스기초연구소(소장 최영기), 대한면역학회(KAI, 회장 이갑열), 대한바이러스학회(KSV, 회장 유승민)가 공동 주최하는 ‘IBS-KAI-KSV 감염과 면역 컨퍼런스(IBS-KAI-KSV Conference on Infection and Immunity)’는 오는 11일부터 12일까지 대전 컨벤션센터에서 450여 명 규모로 개최된다.

이번 컨퍼런스에는 조셉 스리얄 말릭 페이리스(Joseph Sriyal Malik Peiris) 홍콩대 교수, 리처드 웨비(Richard Webby) 미국 세인트주드 아동연구병원 교수, 정재웅 미국 클리블랜드 클리닉 교수, 아라시 그라쿠이(Arash Grakoui) 미국 에모리대 교수를 비롯해 김빛내리 IBS RNA 연구단장 등 바이러스와 면역 분야의 세계적 석학 20여 명이 연사로 참여해 최신 연구성과를 공유한다.

주요 연사들은 코로나바이러스, 인플루엔자 바이러스 등 다양한 바이러스 감염에서의 병인과 면역 조절 메커니즘, 백신·치료제 개발을 포함한 최신 감염병 치료 전략을 논의한다. 또한 T세포 등 선천·후천 면역 메커니즘을 중심으로 최신 연구성과를 다룰 예정이다.

사람 시냅스보다 에너지 덜 쓰는 인공 시냅스 개발

사람 뇌의 시냅스보다 더 적은 에너지를 쓰는 인공 시냅스가 나왔다. 게 껍질, 콩, 식물 줄기 추출물 성분으로 만들어진 인공 시냅스다. 다 쓴 뒤에는 흙 속에서 분해돼 전자 쓰레기 문제도 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 고현협 교수팀은 친환경 생분해 재료만으로 이뤄진 고성능 인공 시냅스를 만들었다고 9일 발표했다.

시냅스는 뇌 뉴런에서 신호가 전달되는 지점이다. 앞쪽 뉴런에서 분비된 신경전달물질이 뒤쪽 뉴런의 수용체에 붙으면서 전기적 신호가 이어지는 형태다.

연구팀이 개발한 인공 시냅스는 샌드위치 층처럼 생겼다. 이온 결합층이 이온활성층 사이에 끼어 있는 형태다. 이온활성층에 전기 자극을 주면 활성층 안에 있던 신경전달물질 역할의 나트륨 이온이 방출돼 수용체 역할의 이온 결합층과 붙는 방식이다.

전기 자극이 사라지고 난 뒤에도 일부 이온이 그 자리에 남아 다음 신호의 출력 세기를 조절한다. 실제 사람 시냅스에서 신경전달물질이 수용체에 결합하고 일부가 잔류해 기억을 강화하는 과정과 비슷한 원리다.

인공 시냅스를 이루는 이온활성층과 이온 결합층 모두 친환경 생분해성 물질이다. 흙 속에서 16일 만에 모두 분해되는 장점이 있다.

연구팀은 인공 시냅스가 열 자극을 학습하고 기억해 위험 상황에 대처하는 ‘생체 반사 로봇 손’도 만들었다.

고현협 교수는 “인공 시냅스 기술에서 오랫동안 해결되지 않았던 초저전력·장기기억·기계적 안정성·완전 생분해성 문제를 동시에 해결했다는 데 의의가 크다”며 “지속 가능한 차세대 뉴로모픽 디바이스 개발의 기반을 마련한 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.

고준위폐기물 처분 용기 안전성, 韓 평가 모델로 검증

사용후핵연료와 같은 고준위폐기물은 지하 깊은 암반에 처분해 방사성 물질이 인간 생활권에 오지 않도록 관리한다. 이를 위해서는 고준위폐기물 처분 용기의 장기 안전성이 검증돼야 한다.

그동안 해외 기술과 데이터에 의존했다. 최근 우리 지질환경에 최적화된 한국형 평가 모델을 개발해 장기 안전성 검증에 성공했다.

한국원자력연구원은 고준위폐기물 처분용기의 장기 부식 양상을 정밀 예측하는 ‘한국형 다물리 통합 부식 모델’ 개발에 성공했으며, 이를 활용해 처분용기의 장기 안전성을 과학적으로 입증했다고 9일 발표했다.

AI로 인간 집단행동 예측, 세계 최고 학회에서 1위

한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형)은 김재철AI대학원 신기정 교수 연구팀이 개인의 나이, 역할 등 특성이 집단 관계에 미치는 영향을 분석해 복잡한 사회 집단행동을 예측하는 획기적 인공지능(AI) 기술을 개발했다고 9일 발표했다.

연구팀은 이 기술로 미국전기전자학회(IEEE) 주관 세계적 데이터마이닝 학술대회 'IEEE ICDM'에서 최우수 논문상(Best Paper Award)을 수상했다.

최근 온라인 커뮤니티·연구 협업·단체 채팅 등 다수가 동시에 참여하는 집단 상호작용은 사회 곳곳에서 폭발적으로 늘고 있다. 이러한 집단행동이 어떤 구조로 형성되고 개인의 특성이 어떻게 영향을 미치는지를 동시에 정밀하게 설명해 내는 기술은 부족했다.

신기정 교수 연구팀은 이 한계를 뛰어넘기 위해 개인 특성과 집단 구조를 실제처럼 맞물리게 재현하는 AI 모델 ‘NoAH(Node Attribute-based Hypergraph Generator)’를 개발했다.

NoAH는 사람들의 특징이 모이면 어떤 그룹 행동이 만들어지는지를 설명하고 흉내 내는 인공지능이다. 어떤 사람이 어떤 관심사를 갖는지, 어떤 역할을 하는지 등의 정보들이 실제로 어떻게 모여서 그룹 행동을 만들어내는지를 분석해 그대로 재현할 수 있다.

신기정 교수는 “이번 연구는 집단의 구조뿐 아니라 개인의 특성까지 함께 고려해 복잡한 상호작용을 입체적으로 이해할 수 있는 새로운 AI 패러다임을 열었다”며 “온라인 커뮤니티, 메신저, 소셜 네트워크 분석 등이 한층 정밀해질 것”이라고 말했다.