딥마인드, 단백질 구조 초거대 데이터베이스 공개...인간 단백질 98.5% 담아내

딥마인드의 단백질 구조 예측 인공지능(AI) 기술인 알파폴드2가 생물학계 패러다임을 완전히 바꾼다는 예언이 현실로 부쩍 다가왔다.

딥마인드는 22일(현지시간) 유럽생물정보학 연구소(EMBL-EBI)와 함께 알파폴드2로 만든 초거대 단백질 구조 데이터베이스(DB)를 공개했다. 알파폴드2 논문과 소스 코드를 공개한지 불과 7일이 지난 시점에서 대규모 성과를 연이어 공개한 것.

DB 사이트는 마치 구글 검색창과 같은 모습이다. 작동 방식도 포털 검색처럼 간단하다. 단백질 이름만 입력하면 곧바로 3D 입체 모형으로 예측 구조를 제시한다.

검색을 통해 나온 결과물은 일반 이미지처럼 줌 인(Zoom in)을 통해 확대해서 세부사항을 살펴볼 수도 있다. 다른 영역 DB와 연동해 유전적 시퀀스(Genetic Sequence)를 합치는 것도 가능하다.

알파폴드2 성과를 오픈소스로 공개하지 않고 딥마인드 사업에만 사용할 수 있다는 생물학계 우려를 완전히 불식시키는 행보다.

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DB에 포함된 단백질 예측 구조 자료는 질과 양에서 기존 인류가 축적한 인간 단백질 구조 지식을 모두 넘어선다. 인간 단백질에 대해 알파폴드2 DB는 거의 대부분이라고 할 수 있는 98.5%를 담아낸다.

이외 효모, 대장균부터 초파리, 쥐까지 20개 유기체에 대한 프로테옴 예측 결과까지 포함해 총 36만5000개 정도 단백질 구조 지식을 갖췄다.

연구팀은 향후 1, 2년 내 DB가 1억3000만개 단백직 구조 예측 결과를 제시할 수 있도록 구축할 계획이다. 이는 기존에 세상에 알려진 모든 단백질의 절반에 이르는 규모다.
 

◆코로나19부터 희귀 질환, 항생제 내성, 생분해 재료 연구까지 응용

알파폴드2와 이를 기반으로 한 초거대 DB가 학계와 기업 현장에 적용될 날은 예상보다 빠르게 다가올 것으로 보인다.

학계 연구 패러다임을 완전히 바꿀 정도의 변화는 시기를 장담하지 못하지만, 알파폴드2 활용을 위해 딥마인드와 협약을 맺은 기업·대학들은 이미 등장했다.

딥마인드는 공식 블로그에서 “초기 협업을 통해 알파폴드를 자신의 작업에 이미 사용 중인 연구원들이 있다”며 대표적인 협약사를 공개했다.

알파폴드2 적용으로 큰 성과를 이룰 것으로 기대 받고 있는 희귀 유전 질환 치료제 개발은 ‘소외된 질병에 대한 약물 이니셔티브(DNDi)’가 진행 중이다.

포츠머스대(Portsmouth University)는 일회용 플라스틱 분해를 가속화하는 효소 연구에 알파폴드2를 사용한다.

캘리포니아대 샌프란시스코 캠퍼스(University of California San Francisco)는 코로나19 연구에, 콜로라도대 볼더 캠퍼스(University of Colorado Boulder)는 항생제 내성 문제 해결을 위해 딥마인드와 협약을 맺었다.

딥마인드는 “단백질은 작고 정교한 생물학적 기계와 같다. 기계의 구조를 알아냄으로써 기계가 하는 일을 이해하듯이 단백질 구조는 우리가 단백질 기능을 이해하도록 도울 것”이라고 전했다.

AI타임스 박성은 기자 sage@aitimes.com

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