[표지로 읽는 과학] 'AI vs 숙련자' RNA 접기 대회의 승자는 작성일 08-30 37 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="5EEMRA0HeT"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a169cd14f5ad31d76b11f14cbf1e06fe173e557b35b039e2de1b1eeceb89ccfc" dmcf-pid="1DDRecpXLv" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="사이언스 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/30/dongascience/20260830083553336tiol.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="ZLcQxNFYMy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/30/dongascience/20260830083553336tiol.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 사이언스 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="238894667c695253304a1af46a2658a96a6c4c902e0efa4ae0d1c8c4d98c78e6" dmcf-pid="tGGDwyPKRS" dmcf-ptype="general">이번주 국제학술지 '사이언스' 표지는 여러 리보핵산(RNA)의 '슈도노트'가 장식했다. 슈도노트는 RNA의 고리 부분이 같은 분자 안에서 멀리 떨어진 다른 부위와 쌍을 이루는 구조를 의미한다.</p> <p contents-hash="16099539254caa058d9197043a61d8736ca29b8599cfd7335d6dea06b1e1653b" dmcf-pid="FHHwrWQ9el" dmcf-ptype="general"> RNA 분자는 생물학적으로 다양한 역할을 수행한다. 단백질을 만드는 방법에 대한 정보를 전달하고 유전자 발현을 조절한다. 생화학 반응을 촉진하는 촉매 역할도 한다.</p> <p contents-hash="72e4fda3a1143fe5820ffb2f02cf6d800e0143625c675d6727dbba46221c4f11" dmcf-pid="3XXrmYx2Lh" dmcf-ptype="general"> RNA의 다양한 기능은 각각의 RNA가 어떤 방식으로 접혀 2·3차원 구조를 형성하는지에 달려 있다. RNA 염기서열만으로 구조를 정확하게 예측할 수 있다면 RNA가 작동하는 원리를 이해하고 RNA 기반 치료제나 장치를 설계하는 속도를 높일 수 있다.</p> <p contents-hash="760ee73a717d3185fa0372129da0e26e429ff04c96fa02b0c62860feea82ce55" dmcf-pid="0ZZmsGMVRC" dmcf-ptype="general">인공지능(AI)의 발달로 단백질의 3차원 구조를 예측하고 설계하는 기술은 크게 발전했다. RNA는 3차원 구조를 정확히 예측하기 어려워 기존에 없던 새로운 구조를 처음부터 설계하는 일이 여전히 매우 어려운 과제로 남아 있다.</p> <p contents-hash="1ad9f4f1dbe7506a4ee4f7a458ef59dcb75da7476cc207a0a62fbe9cfd49bb0f" dmcf-pid="p55sOHRfRI" dmcf-ptype="general"> 미국 스탠퍼대와 카네기멜론대 연구자들이 설립한 분자생물학 기반 시민과학 플랫폼 '이터나'는 AI로 슈도노트 2차 구조를 설계해 실제 새로운 3차원 구조를 만들 수 있다는 사실을 실험적으로 확인한 연구결과를 27일(현지시간) '사이언스'에 발표했다.</p> <p contents-hash="396687375f69a618dc119b5c883f120fb9c16d64ae509bd4a522b5353399300f" dmcf-pid="U11OIXe4MO" dmcf-ptype="general"> 이터나 연구팀은 RNA의 3차원 구조를 먼저 완벽히 예측한 뒤 염기서열을 설계하는 기존 접근 대신 우선 원하는 2차 구조를 안정적으로 만드는 RNA 염기서열을 찾고 3차원 구조 형성을 시도하는 새로운 방식을 시험했다.</p> <p contents-hash="c6e741caf1efcb235f11d9d5f4c4c6aa23e467b276defbe6918ddb75229adbe6" dmcf-pid="uttICZd8is" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 숙련된 인간 참가자와 여러 AI 설계 모델이 경쟁하는 '오픈노트(Openknot)' 대회를 진행하고 총 57개의 슈도노트 설계 과제를 제시했다. AI와 인간 참가자들은 주어진 구조로 접힐 것으로 예상되는 RNA 염기서열을 각각 설계했다. 연구팀은 설계된 RNA를 실제로 합성하고 화학적 구조를 분석해 목표로 한 2차 구조가 형성되는지 확인했다.</p> <p contents-hash="01b6457cd903d6aaf94780999a9d2e9e86cc8591a50d017429912df8c329b5e1" dmcf-pid="7FFCh5J6Rm" dmcf-ptype="general"> 초반에는 숙련된 인간 참가자가 대부분의 AI 기법보다 정확도가 높았다. 연구팀은 약 100만개의 기존 RNA 데이터를 학습한 AI 모델 'RNet'을 이용해 설계 후보를 평가하고 AI 기법을 개선했다.</p> <p contents-hash="011d27121e64000a8f31be45e19a0039b4ba730b9026a1239526651fbe3032c3" dmcf-pid="z33hl1iPnr" dmcf-ptype="general"> 그 결과 AI의 성능이 크게 향상돼 숙련된 인간 설계자와 비슷한 수준에 도달했다. 두 라운드에 걸쳐 20개씩 제시된 총 40개의 슈도노트 과제에서는 AI와 인간 설계자가 모두 각 라운드 과제 중 19개에서 높은 정확도의 구조를 만드는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="ec0f17d91b3ef4093d961a49f36bbd9020516745c76390b6719c376feb47e2b6" dmcf-pid="q00lStnQRw" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 RNA의 각 염기가 목표한 대로 결합하는지 추가 실험으로 검증했다. 특정 염기를 변형해 염기쌍을 깨뜨린 뒤 상대 염기도 함께 바꿨을 때 구조가 다시 복원되는지 살폈다.</p> <p contents-hash="fce07781afd0a6cf76cb00d2fba9c3b0a30a6222bec01ca1d2ef628132037a77" dmcf-pid="BppSvFLxeD" dmcf-ptype="general">19개의 과제에서 AI나 인간이 설계한 RNA 가운데 적어도 하나가 목표로 했던 구조의 80% 이상이 실제로 형성됐다.</p> <p contents-hash="f8be0d8b080806d1eb774d5a85681555650396cdbd3bf1aa2f83f900af1c54ef" dmcf-pid="bUUvT3oMiE" dmcf-ptype="general"> 연구팀이 AI가 설계한 RNA 일부를 극저온 전자현미경으로 분석한 결과 목표로 했던 슈도노트 2차 구조뿐 아니라 기존에 알려진 RNA와 다른 새로운 3차원 구조가 형성된 것을 확인했다.</p> <p contents-hash="bc38c83c31066746800c6d5cccaa5e8dc7e48deaf3bb378845b1ab082e057285" dmcf-pid="KuuTy0gRMk" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 "RNA의 정확한 3차원 구조를 먼저 예측하지 않아도 일부 복잡한 RNA를 새롭게 설계할 수 있음을 입증했다"며 향후 RNA 촉매·센서·치료제 등 새로운 기능성 RNA를 설계하는 기술로 이어질 가능성을 제시했다.</p> <p contents-hash="0f93b063aeae3efd045ae8a183b8e05ff6441757d72023d088806121c63384c5" dmcf-pid="9SSNjC2uic" dmcf-ptype="general">[문혜원 기자 moony@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "구글이 몰래 푼 거 아니었어?"…세계 1위 찍고 정체 드러낸 AI [허진의 테크토닉] 08-30 다음 5G·LTE 통합요금제 시대, 청년 혜택은 어떻게 달라졌나 08-30 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
