올해의 과학 성과에 '단백질 구조 예측 인공지능'
사이언스 지에서 선정한 올해의 과학 성과 (Breakthrough of the Year 2021)
“과학 발견 가속화할 게임체인저”
단백질은 생명체의 몸을 구성하는 기본 물질이자 세포 차원에서 이뤄지는 거의 모든 생명 활동에 관여하는 매개체다. 그러나 20가지의 아미노산으로 이뤄진 선형 사슬 수십~수천개가 복잡한 3차원 모양으로 접혀 있어 그 구조를 알기가 매우 어렵다. 크기가 작은 단백질이라도 천문학적인 ‘경우의 수’가 나올 수 있다. 단백질의 3차원 구조를 밝힌 공로로 1972년 노벨상을 받은 미국 생화학자 크리스티안 안핀센(Christian Anfinsen)은 수상 연설에서 언젠가는 아미노산 순서만으로 모든 단백질의 3차원 구조를 예측할 수 있을 것이라는 희망어린 기대감을 표명했다. 그로부터 50년이 지난 지금 과학자들이 인공지능(AI)의 힘을 빌어 정확한 단백질 구조를 예측하는 데 바짝 다가갔다.
국제 과학학술지 ‘사이언스’가 단백질 접힘 구조를 예측하는 인공지능 소프트웨어의 개발을 올해 최고의 과학 성과로 선정했다. 지난해 12월 구글 자회사인 딥마인드가 발표한 ‘알파폴드2’가 혁신의 주춧돌이 됐다. 알파폴드2는 단백질 구조 예측 대회(CASP)에서 90%가 넘는 정확도를 기록했다. 2018년까지만 해도 최고 70%대였던 예측률을 단번에 끌어올렸다. 미국 워싱턴대 데이비드 베이커 교수팀은 알파폴드2를 기반으로, 비슷한 성능의 단백질 구조 해독 프로그램 ‘로제타폴드(RoseTTAFold)’를 개발해 지난 7월 ‘사이언스’에 발표했다. 로제타폴드는 베이커 연구팀의 한국인 과학자 백민경 연구원이 단백질구조예측대회에서 알파폴드2를 접한 뒤 이를 기반으로 고안해낸 것으로, 알파폴드2보다 데이터를 덜 쓰고도 구조를 예측할 수 있는 알고리즘이다.
작년 이맘때 제가 과게에 관련 글 올렸었는데 올해 발전이 더 이뤄져서 "올해의 Breakthrough" 로 선정되었네요.
단백질 구조는 단백질 기능을 결정하고, 단백질 기능은 많은 난치병 치료의 열쇠이므로
어마어마한 잠재력을 지닌 연구분야입니다.
