AI, '빛'으로 iPS 세포 깨워 간 재생 길 연다

우리 몸은 다양한 종류의 세포로 이루어져 있는데, 그중 유도만능줄기세포(iPS세포)는 마치 씨앗처럼 어떤 종류의 세포로든 자라날 수 있는 특별한 세포다. 과학자들은 이 iPS세포를 활용해 병으로 손상된 장기를 재생하거나 새로운 장기를 만들 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이를 '재생 의료'라고 부른다.

하지만 iPS세포를 원하는 장기로 정확하게 키우는 것은 매우 어려운 숙제였다. 어떤 유전자를 작동시켜야 iPS세포가 간이나 심장 같은 특정 장기로 자라는지 정확히 알 수 없었기 때문이다.

이러한 가운데, 일본의 바이오 벤처기업인 신세틱 게슈탈트(SyntheticGestalt)가 인공지능(AI) 기술을 활용해 iPS세포를 간으로 성장시키는 데 아주 중요한 역할을 하는 유전자를 자동으로 찾아내는 놀라운 기술을 개발했다고 포브스 저팬이 지난 7일(현지 시각) 보도했다. 마치 어둠 속에서 길을 찾는 것처럼, 수많은 유전자 중에서 간으로 자라는 길을 알려주는 유전자를 AI가 찾아낸 것이다.

연구팀은 iPS세포를 간 조직으로 분화시키는 과정, 즉 iPS세포가 간세포의 특징을 갖도록 변화하는 과정에 주목했다. iPS세포 안에는 간세포로 자라도록 하는 여러 유전자가 숨어 있는데, 이 유전자들을 정확히 찾아내서 작동시켜야 iPS세포가 비로소 간세포로 성장하기 시작한다. 하지만 iPS세포에는 약 1000만 개나 되는 유전자 후보가 있어서, 전문가조차 어떤 유전자가 간세포 성장에 필요한지 알아내는 데 오랜 시간과 많은 노력이 필요했다.

신세틱 게슈탈트는 스스로 개발한 '사이언스 AI'라는 특별한 AI 기술을 바탕으로 '유전자 발현 데이터 AI 기반 모델'을 만들었다. 이 모델은 엄청나게 많은 유전자 정보를 학습해 iPS세포가 간으로 자라도록 이끄는 핵심 유전자를 정확하게 예측하고 찾아낸다.

특히 지금까지 과학자들에게 알려지지 않았던 새로운 표적 유전자까지 짧은 시간 안에 찾아내는 데 성공하며, 간 질환으로 고통받는 환자들에게 새로운 희망을 제시하고 맞춤형 장기 재생 시대를 앞당길 수 있는 중요한 발판을 마련했다는 평가를 받고 있다. 맞춤형 장기 재생은 환자 자신의 세포로 만든 장기를 이식하는 것으로, 거부 반응의 위험을 크게 줄일 수 있다.

신세틱 게슈탈트는 앞으로 AI와 로봇 기술을 함께 사용해 유전자 발견 속도를 더욱 빠르게 할 계획이라고 밝혔다. 이번 연구 성과는 일본 정부가 미래 사회를 위한 혁신적인 기술 개발을 지원하는 '문샷형 연구개발 사업'의 도움을 받아 진행됐으며, 앞으로 간을 비롯한 다양한 장기 재생 연구에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com