KAIST, AI 단백질 설계...바이오 센서 구현

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 원하는 화합물을 정밀하게 포착하는 인공 단백질을 설계하고 이를 바이오 센서로 구현하는 데 성공했다.

한국과학기술원(KAIST)은 이노코어 연구단에 참여 중인 생명과학과 이규리 교수가 2024년 노벨 화학상 수상자인 데이비드 베이커(David Baker) 미국 워싱턴대 교수와 특정 화합물을 선택적으로 인식하는 인공 단백질을 설계했다고 9일 밝혔다.

이번 성과는 기존 자연 단백질 수정 방식에서 벗어나 AI 기반 ‘맞춤형 설계’(de novo)를 통해 기능성 단백질을 제작하고 실험적 검증까지 마쳤다는 점에 의의가 있다.

특히 연구진은 스트레스 호르몬인 코티솔(cortisol)을 선택적으로 인식하는 단백질을 설계하고, 이를 기반으로 AI가 설계한 바이오 센서를 구현하는 성공했다.

연구팀은 스트레스 호르몬인 ‘코티솔’을 감지하는 단백질을 설계해 실제 측정 가능한 바이오 센서 기술로 구현하며 단백질 설계 분야의 난제였던 저분자 화합물 인식 문제를 해결했다는 평가를 받는다.

연구팀은 원자 단위의 정밀 계산이 가능한 AI 모델을 개발해 대사물질 및 저분자 약물 등 6종의 화합물 결합 단백질을 설계했으며 관련 기술에 대한 미국 임시 특허를 출원했다.

이규리 교수는 "앞으로 질병 진단, 신약 개발, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 단백질 설계 기술로 확장해 나갈 계획"이라고 설명했다.