AI신약개발기업 인실리코메디슨 미국기업이 AI를 이용 코로나바이러스 퇴지 약물, 잠재적 치료법을 발견
AI신약개발기업 인실리코메디슨 미국기업이 AI를 이용 코로나바이러스 퇴지 약물, 잠재적 치료법을 발견
  • 김대현 기자
  • 승인 2020.02.11 18:16
  • 댓글 0
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[퓨처타임즈=김대현 기자] AI신약개발기업인 인실리코메디슨이란 미국기업이 인공지능을 이용하여 코로나바이러스 퇴지 약물, 잠재적 치료법을 발견하였다. 알렉스 자보론코프는 지난 6일 신종 코로나바이러스에 효과적인 치료가 가능한 물질의 분자를 밝혔다. 2019-nCoV 3C 유사 프로테아제를 표적으로 하는 소분자의 구조를 발표했으며, 생성된 여러 화합물을 합성하고 테스트할 것이라고 밝혔다.

신종코로나바이러스 퇴치물질및 방법을 발표한 AI신약개발업체 인실리코메디슨의 알렉스 자보론코프와 인실리코코리아의 박영숙유엔미래포럼 (늙지않는 알약)

인간의 공포를 넘어서기 위한 AI 바이오 스타트업은 미국의 인실리코 메디슨(Insilico Medicine)이다. 2월 6일 이 기업은 AI를 활용해 신종 코로나바이러스의 유사 프로테아제(단백질 분해효소제)를 표적으로 하는 분자구조를 발표했다. 특히 인실리코 메디신은 향후 제약업체들이 테스트할 수 있도록 분자 100개를 선정하고 이를 공개했다. 약물분자가 효과를 내려면 타깃으로 하는 한 가지 수용체에 맞아야 하기 때문에 독특한 모양과 전하를 가져야 한다고 하는데, 이를 AI로 찾은 것이다. 인실리코 메디슨의 창업자는 알렉스 자보론코프이고, 한국의 인실리코코리아 (박영숙유엔미래포럼)를 2017년 설립하였다.

과학자들은 인공지능을 통해 코로나바이러스에 대한 잠재적 치료법을 식별하고 있다. 또 연구원들은 AI를 사용하여 기존의 의료정보를 통해 새로운 코로나바이러스를 치료하는데 도움이 되는 치료제를 찾고 있다.

AI를 이용한 신약개발의 1인자인 인실리코메디슨은 827개의 신약후보군을 보유하고 있으며, 이들은 모두 인공지능이 찾아준 신약개발 가능한 후보군들이다. 인실리코메디슨은 신종코로나바이러스 치료법을 찾았다. 메릴랜드의 스타업 인실리코 메디신( Insilico Medicine)은 1월 6일 인공지능을 사용하여 코로나 바이러스에 대한 효과적인 치료의 기초를 형성할 수 있는 분자를 신속하게 식별했다고 밝혔다. 또 2019-nCoV 3C 유사 프로테아제를 표적으로 하는 소분자의 구조를 발표했으며, 생성된 여러 화합물을 합성하고 테스트할 것이라고 밝혔다.

1월 31일부터 28개의 머신러닝 모델을 사용하여 3C와 같은 단백질 분해효소에 결합하여 기능을 억제할 수 있는 새로운 소분자를 설계하기 시작했다. 이러한 기술 중 일부는 딥페이크(deepfake)를 생성하는데 가장 잘 알려진 동일한 유형의 적대적 생성신경망(GAN, Generative Adversarial Network)을 사용했다. 이 경우 AI는 매우 사실적이고 가짜 비디오를 생성하는 대신 프로테아제와 결합할 올바른 구조를 형성하는 방법으로 새로운 분자를 생성하는 것이다.

특히 바이러스에 대한 잠재적 의약품으로 전환될 수 있는 수천 개의 새로운 분자를 식별하기 위해 인실리코의 AI 기반 시스템은 4일이 걸렸다. 인실리코는 가장 유망한 후보자 100 가지를 합성하고 테스트하는 한편 다른 연구자들이 사용할 수 있는 새로운 분자 구조의 전체 라이브러리를 수시로 업로드할 것(업로드홈)이라고 밝혔다.
인공지능은 새로운 전염병과 싸우기 위해 새로운 백신과 약물을 만드는데 걸리는 시간을 획기적으로 줄이고 있다.


중국 우한과 관련된 새로운 코로나바이러스(2019-nCoV)를 퇴치하기 위해 연구원들은 인공지능을 사용하여 이미 승인된 약물과 완전히 새로운 화합물을 포함한 잠재적 치료법을 발견하고 있다. 인공지능이 코로나 바이러스 퇴치에 최전선에 나선 것이다.

새로운 치료법을 찾아서 테스트하여 다른 방법으로 몇 년이 걸리는 것과 달리 일주일 또는 2주 만에 인간 임상 시험을 실시하는 것으로 미국의 생명 공학 회사 길르앗(Gilead)은 지난 주 베이징 병원과 코로나 바이러스 발병의 중심인 우한(Wuhan)에서 기존 항 바이러스 약물인 레메데비르 (remdesivir)에 대한 인간 테스트를 시작하기 위해 지난 주 계약을 체결했다.

또한 외신에 따르면 한국에 위치한 AI 약물 발견 회사인 디어젠(Deargen)과 제휴한 또 다른 과학자들은 딥러닝을 사용하여 잠재적 치료법으로 연구할 수 있는 다양한 항 바이러스 약물을 찾을 수 있다고 전했다. 이 연구에서는 2019-nCoV의 바이러스 성 단백질에 작용할 수 있는 상용 약물을 식별하기 위해 MT-DTI(Moleculule Transformer-Drug Target Interaction)라는 사전 훈련된 딥러닝 기반 약물-타겟 상호 작용 모델을 사용했다. 미시건 주립대(Michigan State University)의 연구팀은 2019-nCoV의 새로운 약물 후보 물질을 만들기 위해 머신러닝 기술을 사용하는 방법에 대한 논문(2019-nCoV 약물의 기계지능 설계-Machine intelligence design of 2019-nCoV drugs)을 발표했다.

생성 네트워크의 개요: SMILES 스트링(SS)은 게이트된 재귀 신경망(GRU) 기반 인코더를 통해 잠복 공간 벡터로 인코딩된다. 이러한 벡터는 미리 훈련된 심부 신경망(DNNs)에 의해 예측되는 결합 친화성, 파티션 계수(LogP), 유사성 등과 같은 바람직한 약물적 특성을 달성하기 위해 분자 생성기에서 수정된다. 생성된 약물과 같은 분자는 GRU 기반 디코더에 의해 SS로 번역된다. 이러한 SS의 물리적 특성은 2D 지문 기반 멀티태스크 DNN에 의해 검증된다. 유망한 약물 후보를 MathPose 단위로 보내 3D 구조를 생성하고, 이를 수학적 딥러닝(MathDL) 센터에서 검증하여 새로운 약물 후보를 선택한다.

이처럼 인공지능은 잠재적인 새로운 치료법을 파악하고 신속하게 수행할 수 있는 것은 과학자들이 질병과 증상, 약물 및 그 효과, 치료에 반응할 수 있는 환자 사이의 관계를 밝혀내는데 도움이 될 수 있으며, 압도적인 생·의학적 정보로 인해 우리가 놓칠 수 있는 통찰력을 얻을 수 있다.

수수께끼의 질병이 처음 발생하면 정부와 공중 보건 당국이 정보를 빠르게 수집하고 대응하기가 매우 어려울 수 있다. 그러나 인공지능은 전 세계의 보고서와 온라인 콘텐츠를 통해 자동으로 마이닝할 수 있다. 전문가가 잠재적 전염병 또는 전염병으로 이어질 수 있는 이상을 인식할 수 있는 것이다. 다시 말해, 코로나 바이러스에서 보는 것과 같이 생명을 위협하는 재앙에 직면했을 때 과학자들의 시간을 절약하는 것만으로도 세상을 변화시킬 수 있는 것이다.


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