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“어려운 신약 개발, AI 활용해 효율적으로 달성 가능”
수작업으로 하기 어려운 다양한 정보 효율적 연계 분석…개발 시간 단축 가능
2018년 12월 04일 09:10:13 윤현기 기자 y1333@datanet.co.kr
   
▲ ‘2018 인공지능·머신러닝과 함께하는 신약 개발 세미나’ 전경

인공지능의 활용 분야가 전 산업 분야로 확대되고 있는 가운데, 신약 개발에 있어서도 개발 기간 단축 등 효과가 있는 것으로 검증되면서 점차 그 쓰임새가 늘어날 것으로 예상된다.

   
▲ 이선구 부산대 화공생명공학부 교수

3일 월간 네트워크타임즈/데이터넷이 주최한 ‘2018 인공지능(AI)·머신러닝(ML)과 함께하는 신약 개발 세미나(Drug Discovery with AI & Machine Learning 2018)’는 이처럼 신약 개발에 AI·ML을 접목함으로써 어떤 이점이 있는지 살펴보는 자리로 꾸며졌다.

현대의 신약 개발 패러다임은 비약적인 발전을 이루고 있는 AI, ML, 신경망(Neural Networking) 기술의 활용을 통해 신속성, 경제성, 효율성을 추구하는 쪽으로 바뀌고 있으며, 이미 해외 주요 제약, 바이오 회사에서는 이를 이용한 연구 및 투자를 대대적으로 실시하고 있다.

그에 반해 국내 업계 상황은 상대적으로 기술, 자본, 인적자원 등의 부족으로 기술 확보 및 시장 진입에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 또한 AI를 활용하고자 해도 어떻게 해야 하는지, 즉 신약 개발 과정 중 개별 조건에 부합하는 최적의 AI 알고리즘 개발과 매칭을 할 수 있는 기반 기술도 부족한 상황이다.

   
▲ 우상욱 부경대 물리학과 교수

이에 이번 세미나는 신약 개발에 있어 이 같은 난제를 해결할 수 있는 전반적인 지식과 솔루션을 공유하고, 아울러 국제적으로 진행되고 있는 다양한 사례들을 통해 해당 분야가 발전할 수 있는 방안을 모색하는데 중점을 뒀다.

첫 발표자로 나선 이선구 부산대학교 화공생명공학부 교수는 연구자의 입장에서 단백질 설계·개량에 있어 AI와 ML을 활용하는 사례를 소개했다.

단백질은 자연계에 존재하는 본래 모습 이외에도 서열을 바꾸면 안정성이나 물리·화학적 성질이 바뀌는 특성이 있다. 이를 활용하면 새로운 항체나 산업용 효소를 개발하고 개량하는데 이점이 있지만, 일일이 수작업으로 하기에는 한계가 존재한다. 이때 AI·ML을 활용하면 원하는 단백질을 좀 더 빠르게 설계할 수 있다.

두 번째 발표자로 나선 우상욱 부경대학교 물리학과 교수는 분자동역학(Molecular Dynamic) 시뮬레이션 및 양자 계산을 기반으로 최적화된 단백질 결합체를 찾기 위한 네트워크/신경망 접근법을 주제로 발표를 진행했다. 

   
▲ 신현정 아주대 산업공학과 교수

특히 네트워크 분석 이론을 토대로 단백질을 구성하는 아미노산의 중요도를 파악하는 과정에서 인공신경망(ANN)을 활용했을 경우 그 노력을 크게 단축시키는 결과를 얻었음을 강조했다.

이어 신현정 아주대학교 산업공학과 교수는 ‘유전체(Genome), 질병 네트워크(Diseasome) 및 의약 네트워크(Drugome)를 위한 ML 알고리즘’을 주제로 신약 개발에 있어 AI의 유용함을 말했다.

신 교수는 특정 질병이 공통된 증상을 보이는 것과 가족력에 따라 같은 질병이 발병하는 점에 비춰 여러 글로벌 제약사들이 질병을 유발하는 ‘키 유전자(Key Gene)’를 파악하기 위한 알고리즘을 만드는 시도가 진행 중이라고 소개했다.

이를 토대로 궁극적으로는 AI가 인간의 생태를 이해하는 것과 질병을 치료하기 위해 어떤 약을 개발해야 하는지에 대한 도움을 줄 수 있다고 설명했다.

   
▲ 최상돈 아주대 분자과학기술학과 교수

끝으로 최상돈 아주대학교 분자과학기술학과 교수는 ‘ML을 활용한 자가면역질환 치료제 개발’을 주제로 글로벌 제약사들이 추진하고 있는 신약 개발 전략을 알렸다.

최 교수는 톨유사수용체(TLR: Toll-like receptor)를 활용해 루푸스(Lupus)와 같은 희귀난치성 질환 치료에 필요한 약제를 개발한 이후 이를 다른 질병에도 확대 적응해나가는 사업 모델의 필요성을 역설했다. 이미 존슨앤존슨 등 글로벌 제약사들은 이 같은 전략을 펼치고 있으며, 국내 제약 산업의 글로벌화를 위해서도 추진해야 한다고 덧붙였다.

한편 이번 행사는 젠센(Genesen), 아스펜스(Aspens), 아주대학교, 부경대학교가 후원했다.

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