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[IT뉴스][표지로 읽는 과학] 생성형AI로 만든 '자연계 없는 단백질'

온카뱅크관리자

2025-02-23 08:07:28

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="ztpEO6xpPT">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="073c41996f22ff6b4aebb48e4cd058faec59c22c49cee87b6589d9d0054468e1" dmcf-pid="qFUDIPMUxv" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="사이언스 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202502/23/dongascience/20250223080025594srdr.png" data-org-width="667" dmcf-mid="7w3cm4P38y" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202502/23/dongascience/20250223080025594srdr.png" width="658"></p>
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            사이언스 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="bcb8c5bc23bc214b621c3196b76c33ca4e5d53d715c5190a71c1269f7739d66c" dmcf-pid="B3uwCQRuQS" dmcf-ptype="general">국제학술지 '사이언스'는 이번 주 표지로 다양한 형태의 단백질을 생성하는 시스템을 표현한 이미지를 담았다. 이미지 속 컨베이어벨트 위에는 다양한 형태의 단백질이 옮겨지고 있다. 컨베이어벨트를 구동하는 핵심 장치에는 복잡한 문양이 그려진 큐브가 묘사됐다. 인공적으로 만들어진 시스템을 표현한 것이다. 표지 오른쪽에는 '단백질 디자인(PROTEIN DESIGN)'이란 문구도 보인다.</p>
          <p contents-hash="413ec8770c84696cf12a18baa0e5cd10396771f0ddedb454a60637e4b38cc498" dmcf-pid="b07rhxe74l" dmcf-ptype="general">과학자들이 원하는 형태의 특정한 단백질을 만드는 것은 학계에서 중요하다. 자연계에 존재하지 않는 단백질은 특정 질병을 치료하기 위해 맞춤형 단백질 치료제를 만드는 데 사용될 수 있기 때문이다. 예를 들어 암세포만 선택적으로 공격하는 단백질을 만들면 새로운 암 치료법 전략을 수립할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="daf48eb32d777dc9ff30c1195a21d171c8432a0fa56a8ce055847602d62f9978" dmcf-pid="KpzmlMdz6h" dmcf-ptype="general">목적에 따른 단백질을 디자인하는 것은 학계의 오랜 과제다. 단백질은 특정한 아미노산 서열이 3차원(3D) 구조를 형성하면서 기능을 수행한다. 단백질 서열에는 단백질의 구조와 기능에 대한 정보가 암호화돼 있다. 이를 해독하면 원하는 기능을 가진 단백질을 설계할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="606b7d687eccc4e0969baa52afac0771a8591ea2e1bc0209168011fabab840b2" dmcf-pid="9UqsSRJqxC" dmcf-ptype="general">과학자들이 원하는 형태의 단백질을 만들도록 고안된 인공지능(AI) 기반 생성형 언어모델이 인공적인 단백질을 만드는 데 성공했다. 16일(현지시간) 사이언스에는 미국 아마존웹서비스(AWS)가 개발한 단백질 생성을 위한 언어모델 제품 ESM3가 새로운 형광 단백질 변이체 생성에 성공한 연구 결과가 실렸다.</p>
          <p contents-hash="fc6bb937e3f774b84303744cccad280558e91b695995e537d2466fc9e10233e2" dmcf-pid="2uBOveiBQI" dmcf-ptype="general">형광 단백질은 특정한 파장의 빛을 받으면 형광을 방출하는 단백질이다. 유전자 발현을 추적하거나 단백질의 이동 경로를 추적하는 데 활용된다. 암세포나 질병과 관련된 단백질을 형광 단백질과 결합하면 질병의 진행 과정을 실시간으로 관찰할 수 있다. 뇌신경망 연구에서도 형광 단백질을 활용하면 신경세포의 연결 상태를 분석할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="9610d2334fb74e663eaebb5f67a57b38194d290cd093e9bdfdea2d8a106fb056" dmcf-pid="V7bITdnbxO" dmcf-ptype="general">연구팀은 ESM3가 30억년이 넘는 단백질의 진화 과정을 학습했다고 설명했다. 이를 통해 단백질 서열뿐만 아니라 구조와 기능을 고려해 새로운 단백질을 설계하는 것이 가능하다고 말했다. ESM3는 이같은 강력한 데이터 학습 능력을 바탕으로 기존 단백질과는 전혀 다른 새로운 형광 단백질 변이체를 생성하는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="930e2006f6432f715cf731e8efeda03650c08fe36c67795d5bee9f44bef127b4" dmcf-pid="fzKCyJLKxs" dmcf-ptype="general">생성된 형광 단백질 변이체는 기존 형광 단백질과 단백질 서열 일치도가 58%에 불과하면서도 강한 형광 발현 기능을 유지했다. 연구팀은 "5억 년의 단백질 진화를 시뮬레이션하는 작업과 동등한 수준의 작업이었다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="01547e4724560e5b82f05eff4edd94a14cf87c68af9bebe86f29ddc96aa7a156" dmcf-pid="4hTeoUzTPm" dmcf-ptype="general">학계는 ESM3를 활용하면 치료제 뿐만 아니라 산업용 효소, 새로운 바이오 센서 등 다양한 영역에서 활용되는 맞춤형 단백질을 설계할 수 있을 것으로 기대한다. 생명과학 연구의 패러다임을 바꾸는 데 핵심적인 역할을 하게 될 것이란 전망이다.</p>
          <p contents-hash="b0e9ff24f8661a166f4ea35f474f8c973986c15d6261091f500b9909883404f4" dmcf-pid="8lydguqy8r" dmcf-ptype="general">[박정연 기자 hesse@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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