AI가 mRNA 백신을 만드는 데 중요한 역할을 한 방법
대부분의 역사에서 인공 지능 (AI)은 거의 전적으로 공상 과학의 영역으로만 여겨져 왔습니다. 하지만 2022년 말, 까다로운 문제 를 해결하고 로켓을 설계하고 사용자와 깊은 대화를 나누고 심지어 변호사 시험 에서 에이스가 되는 생성형 AI 챗봇인 ChatGPT가 인기리에 출시되면서 갑자기 현실로 다가왔습니다.
실제로 ChatGPT가 널리 인정받기 전에도 인공지능은 무기력한 대학생을 위해 서면 과제를 작성하는 것보다 훨씬 더 중요한 활동을 수행했습니다. 예를 들어, 수천만 명에 달하는 수많은 사람들의 생명을 구하는 데 크게 기여했습니다.
AI가 설계한 mRNA 백신
Moderna의 최고 데이터 및 AI 책임자인 Dave Johnson이 2022년 MIT Technology Review의 In Machines We Trust 팟캐스트에서 말했듯이, AI는 COVID-19에 매우 효과적인 mRNA 백신 을 만드는 데 필수적인 요소였습니다. 2022년 한 추정치 에 따르면 모더나와 화이자/바이오엔텍의 mRNA 백신은 총 1,500만에서 2,000만 명의 생명을 구한 것으로 나타났습니다.
Johnson은 코로나19가 수십억 명을 감염시키기 훨씬 전부터 Moderna에서 AI가 어떻게 열심히 일하고 있었는지 설명했습니다. 이 제약 회사는 전염병 퇴치, 암 치료 , 유전 질환 억제 등 다양한 의료 응용 분야에서 mRNA 치료법을 찾는 데 주력하고 있습니다. 메신저 RNA 분자는 본질적으로 세포에 특정 단백질을 생성하는 방법을 알려주는 분자 지침으로, 감염 퇴치부터 반응 촉매, 세포 메시지 전달에 이르기까지 모든 기능을 수행합니다.
Johnson과 그의 팀은 과학자들이 실험할 수 있도록 AI와 자동화된 로봇을 사용하여 다양한 mRNA를 만들었습니다. 모더나는 한 달에 약 30개 개를 만들던 개를 빠르게 천 개 이상으로 늘렸습니다. 그런 다음, 체내 단백질 생산을 극대화하여 생물학적 비용 대비 더 많은 효과를 얻을 수 있도록 mRNA를 최적화하는 AI 알고리즘을 만들었습니다.
존슨과 그의 팀은 인공 지능을 활용하여 Moderna의 과학 연구 프로세스를 성공적으로 자동화했습니다. 모더나의 과학자들은 AI 기술을 활용하여 잠재적인 mRNA 후보에 대한 초기 실험실 실험을 수행할 수 있었습니다. 그 후, 연구팀은 방대한 양의 데이터를 꼼꼼하게 검토하여 동물 실험과 같은 추가 테스트 단계로 진행할 수 있는 mRNA를 결정합니다. 이러한 성격의 수작업 분석은 시간이 많이 걸리고 단조로울 수 있지만, AI 알고리즘에 의한 계산 처리에는 매우 적합합니다.이 프로세스를 용이하게 하기 위해 Moderna는 과학 전문가가 제공한 정보를 바탕으로 이러한 후보 분자 평가를 간소화하고 최적화하는 AI 모델을 개발했습니다.
이 모든 AI 시스템은 지난 10년 동안 구축되었습니다. 그러던 중 코로나19가 나타났습니다. 2020년 1월 코로나바이러스의 게놈 서열이 99220565로 공개되자 모더나는 세포에 코로나바이러스의 스파이크 단백질을 제조하는 방법을 알려주어 신체의 면역 체계가 이를 인식하고 파괴할 수 있도록 하는 mRNA를 만들어 테스트하는 작업에 착수했습니다. 42일 만에 , 이 회사는 인간을 대상으로 테스트할 수 있는 mRNA 백신을 준비했습니다. 결국 이 백신은 수억 명의 팔에 접종되었습니다.
AI의 힘을 활용한 생명공학
모더나의 초점은 바이러스성 질병을 넘어 메신저 RNA 치료를 통해 해결할 수 있는 추가적인 건강 문제로 확장되었습니다. 이 조직은 이러한 목표를 달성하기 위해 인공 지능을 활용하기 위해 계속 노력하고 있습니다. 업무량이 줄었음에도 불구하고 존슨 박사는 동료들로부터 프로세스 자동화 요청을 계속 받고 있으며, 회사 내에서 진화하는 역할의 일환으로 기꺼이 이를 이행하고 있습니다.
인공 지능에 대한 접근 방식에서 우리는 인공 지능이 인간의 능력을 대체하는 시나리오를 상상하지 않습니다. 대신, 우리는 인간과 기계가 공생하는 관계에서 각자의 고유한 강점을 발휘할 수 있다고 생각합니다. 인간은 창의성, 적응력, 직관력과 같은 영역에서 뛰어난 반면, AI는 방대한 규모에 걸쳐 일관되게 정확한 결과를 놀라운 속도로 제공하는 데 탁월합니다.
‘디지털 바이오테크’로 설립된 Moderna는 의심할 여지 없이 mRNA 백신에 AI를 사용하는 대표주자입니다. Moderna 는 최근 IBM과 계약을 체결하여 이 회사의 양자 컴퓨터와 독점적인 생성 AI인 MoLFormer를 사용하기로 했습니다.
모더나의 성공은 다른 기업들도 모더나의 사례를 따르도록 장려하고 있습니다. 지난 1월, 화이자와 협력하여 코로나19에 대한 또 다른 매우 효과적인 mRNA 백신을 개발한 바이오엔텍은 4억 4,000만 달러에 InstaDeep을 인수하여 mRNA 의약품 플랫폼에 머신러닝 AI를 구현했습니다. 그리고 지난 5월에는 중국의 거대 기술 기업인 바이두가 몇 분 만에 초최적화된 mRNA 서열을 설계하는 AI 도구를 발표했습니다. 거의 셀 수 없을 정도로 많은 수의 mRNA 분자가 동일한 단백질을 코딩할 수 있지만, 일부는 더 안정적이고 더 많은 단백질을 생산할 수 있습니다. “리니어디자인"이라고 불리는 바이두의 AI는 이러한 mRNA를 찾아냅니다. 이 회사는 이 도구를 프랑스 제약회사 사노피에 라이선스했습니다.
워싱턴 대학의 합성 생물학에 중점을 둔 컴퓨터 공학자인 세바스찬 M. 카스티요-헤어와 게오르그 실리그는 2021년 말 화학 연구 계정 저널에 기고한 글에서 AI 머신러닝 모델이 생명공학 연구 과정을 더욱 가속화하여 mRNA 의학 모두에게 이익이 될 것으로 예측했습니다.
이 기사는 Big Think 의 허가를 받아 재인쇄되었으며, 원래는 에 게재되었습니다.