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[IT뉴스]‘대규모 단백질 구조 분석’ 고속도로 깔렸다…1000배 빠르게 분석

온카뱅크관리자

2026-01-30 11:07:40

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 마틴 슈타이네거 서울대 교수팀, 초고속 분석 플랫폼 개발 단백질 3차원 구조, 아미노산 서열 통합 분석..질병 원인 규명 기여 
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 <img alt="마틴 슈타이네거 서울대 교수팀의 초고속·고정밀 다중 정렬분석 플랫폼 기술인 ‘폴드메이슨’. 제미나이로 그린 이미지." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/30/dt/20260130110645882wbau.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="71sckymjCT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/30/dt/20260130110645882wbau.jpg" width="658">
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 마틴 슈타이네거 서울대 교수팀의 초고속·고정밀 다중 정렬분석 플랫폼 기술인 ‘폴드메이슨’. 제미나이로 그린 이미지.
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 국내 연구진이 수십 억 년에 걸친 단백질에 기능을 부여하는 구조의 진화 과정을 규명할 수 있는 초고속 분석 플랫폼을 개발했다.
 과학기술정보통신부는 마틴 슈타이네거 서울대 생명과학부 교수 연구팀이 대규모 단백질 구조 빅데이터를 기반으로 한 초고속·고정밀 다중정렬 분석 기술 ‘폴드메이슨’(FoldMason)을 개발했다고 30일 밝혔다.
 이 연구결과는 과학분야 세계 최고 국제학술지 ‘사이언스’에 게재됐다.
 단백질은 아미노산 서열이 복잡하게 접힌 3차원 구조를 통해 질병과 노화 등와 관련된 생물학적 기능을 수행한다. 이 때문에 단백질 구조 진화 과정을 이해하는 것은 질병 원인을 밝히고 새 치료법을 찾는 데 매우 중요하다.
 최근 인공지능(AI) 기술의 급속한 발전으로 방대한 단백질 구조 데이터가 쏟아지고 있지만, 기존 분석 기술은 연산 속도와 확장성 측면에서 한계를 보여왔다.
 단백질 비교는 정렬이라는 과정을 통해 이뤄지는데, 기존 서열 기반 정렬 방법은 단백질 간 차이가 큰 경우 서열 유사성의 한계로 불리는 ‘트와일라이트 존’에 부딪혀 정확한 비교가 어렵다.
 트와일라이트 존은 단백질 비교 분석에서 아미노산 서열 유사도가 매우 낮아 기존 서열 기반 방법으로 상동성이나 진화 관계를 판단하기 어려운 영역을 뜻한다. 단백질 진화 과정을 규명하는 데 큰 걸림돌로 작용해 온 것이다.
 연구팀은 이를 극복하기 위해 단백질 3차원 구조와 아미노산 서열 정보를 통합적으로 분석하는 새로운 소프트웨어 ‘폴드메이슨’을 개발했다.
 폴드메이슨은 기존 기술보다 100배에서 최대 1000배 빠른 속도와 높은 정확도로 수십 만개의 단백질 구조를 한꺼번에 비교할 수 있는 세계 최고 성능을 갖췄다. 트와일라이트 존을 포함한 거의 모든 단백질 계열을 비교·분석 할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
 연구팀은 또 폴드메이슨을 활용해 인간과 박테리아처럼 서로 완전히 다른 생명체도 바이러스에 대항하는 핵심 단백질의 설계도가 수십억 년간 거의 변하지 않고 유지돼 왔다는 사실도 확인했다.
 이는 우리 몸의 면역 시스템이 어디서 시작됐는지 밝히는 실마리를 제공한다고 연구팀은 설명했다.
 이번 연구는 독일 출신 슈타이네거 교수와 호주 출신 카메론 길크리스트 한국기초과학지원연구원(KBSI) 박사 등 글로벌 우수 인재들이 한국의 연구 인프라와 지원을 통해 국내에서 달성한 성과라는 점에서 의미가 크다.
 슈타이네거 교수는 “수십억 년에 걸친 단백질 진화를 대규모로 추적할 새로운 가능성을 제시했다”며 “앞으로 대규모 구조 변이 분석을 통해 질병 관련 단백질의 기능적 차이를 규명하고 새로운 신약 표적을 발굴하는 데 기여할 것”이라고 말했다.
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 마틴 슈타이네거 서울대 생명과학부 교수. 서울대 제공.
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 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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