AI로 신약 개발 가속화···구글, 단백질 구조 예측하는 ‘알파폴드3’ 공개

구글의 인공지능(AI) 연구 기업인 구글 딥마인드가 단백질 구조를 예측하는 AI 최신 버전인 ‘알파폴드3’를 8일(현지시간) 공개했다. AI를 활용한 신약 개발과 질병 치료 연구가 한층 탄력받을 것으로 기대된다.
알파폴드3는 2018년 처음 공개한 알파폴드와 2020년 나온 알파폴드2에 이은 최신 버전이다. 구글 딥마인드에 따르면 알파폴드3는 기존 모델이 제공하던 인체 내 단백질 구조 예측을 인스타 팔로워 넘어 모든 생물학적 분자 형태와의 상호작용까지도 예측할 수 있다. 세포는 단백질, 유전자(DNA) 등 수십억개의 분자가 복잡하게 상호작용한다. 알파폴드3는 생명체의 근간이 되는 거의 모든 생체 분자 구조를 예측할 수 있다. 단백질과 다른 분자 간 상호작용에 관한 예측은 기존 모델보다 50% 이상, 특정 상호작용에서는 정확도가 2배까지 높아졌다.
알파폴드3는 입력된 분자 리스트를 통해 3차원(3D) 구조를 생성한 뒤 모든 분자가 어떻게 결합하는지를 보여준다. 단백질, DNA, 리보핵산(RNA)과 같은 큰 인스타 팔로워 생체 분자뿐만 아니라 리간드로 불리는 작은 분자도 모델링한다. 세포의 건강한 기능을 제어하는 분자의 화학적 변형도 모델링할 수 있다. 관련 논문은 이날 국제학술지 네이처에 실렸다.
구글 딥마인드는 알파폴드3가 앞으로 신약 개발과 질병 치료 연구에 기여할 것으로 기대하고 있다. 실제 구글 모회사 알파벳의 신약 개발 자회사인 아이소모픽 랩스는 알파폴드3를 이용해 신약 개발을 진행하고 있다.
구글 딥마인드는 이날 비영리 연구를 지원하기 위한 무료 플랫폼인 ‘알파폴드 서버’도 출시했다. 단백질이 세포 전체에서 다른 분자와 상호작용하는 방식을 예측하는 도구로, 전 세계 과학자들이 비상업적 연구를 위해 무료로 이용할 수 있다.
구글 딥마인드의 데미스 허사비스 최고경영자(CEO)는 블룸버그TV 인터뷰에서 향후 수년 내 AI가 처음 설계한 약이 환자에 투여될 수 있을 것으로 기대한다고 말했다. 그는 알파폴드2는 현재까지 2만번 이상 인용되며 전 세계 수많은 연구자들의 중요한 연구 도구로 활용되고 있다며 알파폴드3는 AI를 활용해 생물학 연구의 지평을 넓히기 위한 노력의 가장 최신 단계라고 했다.
경쟁업체들도 잇따라 신약 개발을 위한 AI 모델을 내놓고 있다. 엔비디아는 지난 1월 단백질 구조 등을 예측하는 생성형 AI 기반의 신약 개발 플랫폼 ‘바이오니모’를 선보였다. 마이크로소프트(MS)는 지난해 9월 새로운 단백질을 생성하는 AI ‘에보디프’를 공개했다.