수학이 '생명의 언어'임을 또 입증했다 [지금은 과학] 작성일 06-15 89 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST 등 공동연구팀, 신약 개발 핵심 ‘저해상수’→수학으로 풀어내</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="pP7STrSga5"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ef166446f24e2d83b121e930b138af237dce4cefe83e4b1aa98120343fe0d6da" dmcf-pid="UQzvymvagZ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="50-BOA에 대한 그림 요약. 50-BOA는 기존에 널리 사용되던 다양한 저해제 농도를 사용하는 대신 단일 농도만을 이용해 저해상수 추정의 정확도와 효율을 개선했다. [사진=KAIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/15/inews24/20250615120024505qtoj.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="3XEClECnct" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/15/inews24/20250615120024505qtoj.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 50-BOA에 대한 그림 요약. 50-BOA는 기존에 널리 사용되던 다양한 저해제 농도를 사용하는 대신 단일 농도만을 이용해 저해상수 추정의 정확도와 효율을 개선했다. [사진=KAIST] </figcaption> </figure> <p contents-hash="2a3a771f9ee66010663d027f3dfcc884724182c6b6ba386a1bd0833695167dd2" dmcf-pid="uIa2fu2XjX" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 기존 신약 개발에서는 수많은 농도 조건에서 반복 실험을 거쳐 약물 간 상호작용을 분석한다. 이른바 ‘저해상수’를 추정하는 방식이었다. 이 방법은 지금까지 6만 편 이상의 논문에 활용될 만큼 널리 사용되고 있다.</p> <p contents-hash="8b9ef05eee07aa709b3e998ca3737b1f07f0c80e23527794ba9628630016d98c" dmcf-pid="7CNV47VZjH" dmcf-ptype="general">학부생이 제 1저자로 참여한 국내 연구팀이 단 하나의 저해제 농도만으로 저해상수를 정확히 추정할 수 있는 분석법을 제안해 주목을 받고 있다.</p> <p contents-hash="743214a627b709cd5c485d74d57e19af56de091c43b980d73d7b96cd596da6fc" dmcf-pid="zhjf8zf5NG" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형)은 수리과학과 김재경 교수 연구팀(IBS 의생명 수학 그룹 CI)이 충남대(총장 김정겸) 약대 김상겸 교수팀과 기초과학연구원(원장 노도영, IBS) 의생명수학그룹과 공동연구를 통해 단 하나의 실험으로 약물 저해 효과를 예측할 수 있다고 15일 발표했다.</p> <p contents-hash="17ebbff7a841c5f78eb5f69efb01d3d743b8c4803daf88030097b76d4c5b205c" dmcf-pid="qlA46q41NY" dmcf-ptype="general">약물 저해 효과란 한 약물이 특정 효소의 작용을 억제함으로써 다른 약물의 대사(분해와 처리 과정) 또는 생리학적 효과에 영향을 주는 현상을 말한다. 신약 개발 과정에서 필수적으로 파악해야 하는 효과이다.</p> <p contents-hash="cbc4962f4ca5e9821cbf3dbe6bee9055cd66cd550526ec162bfdeac4dca7e725" dmcf-pid="BSc8PB8tjW" dmcf-ptype="general">공동 연구팀은 수학적 모델링과 오차 지형(각 매개변수 조합에서 오차가 얼마나 되는지를 보여주는 지형도) 분석을 통해 정확도 향상에 이바지하지 않는 저해제 농도를 제거하고 단 하나의 농도만으로도 저해상수를 정확하게 추정할 수 있는 새로운 분석법 ‘50-BOA’를 제안했다.</p> <p contents-hash="4aa4486d06f9126dec068f9c076ff4493764f5ed30cd77ceda0ecd9430e1ede7" dmcf-pid="bvk6Qb6Fgy" dmcf-ptype="general">이 기법을 실제 실험 데이터에 적용한 결과 기존보다 75% 이상 실험 효율이 향상됐으며 정확도 역시 나아졌다.</p> <p contents-hash="db0d71491f3dbfd3f71d238e550149267387fc1238c1a6c2e8e2823fc17e37e6" dmcf-pid="KTEPxKP3kT" dmcf-ptype="general">이번 연구는 반복 실험에 따른 자원 소모를 줄이고 해석의 편차를 최소화함으로써 신약 개발 과정의 효율성을 높일 수 있는 새로운 접근법을 제시했다는 점에서 주목받고 있다. 수학적 접근이 생명과학 실험 설계를 어떻게 혁신할 수 있는지를 보여주는 대표적 성과로 꼽았다.</p> <p contents-hash="e2b345b6cba072d8d7e6a509657b8ba92db4cf1c29fd05c9af91b5fced3b12e5" dmcf-pid="9yDQM9Q0kv" dmcf-ptype="general">저해상수는 약물 효과뿐 아니라 병용 투여할 때 발생할 수 있는 약물상호작용을 예측하고 방지하는 데 핵심적 지표로 활용된다. 실제로 미국 식품의약국(FDA)은 신약 개발 과정에서 약물상호작용의 가능성을 예측하기 위해 저해상수를 포함한 효소의 저해 특성을 사전에 평가할 것을 권고하고 있다.</p> <p contents-hash="eecc5ba4372b41ad4c2222eb088c44b2ba76fc51734e13c0d4f82349bd58550a" dmcf-pid="2WwxR2xpgS" dmcf-ptype="general">전통적으로 저해상수는 다양한 기질과 저해제 농도에서 측정된 대사 속도 데이터에 수학 모델을 적합해 추정해왔다. 이러한 방식에도 불구하고 같은 기질-저해제 조합에 대해 연구마다 추정값이 10배 이상 차이나는 사례들이 보고됐다.</p> <p contents-hash="2114556d46fa06b5fb14d171c800b5dbe4b6db6d069fffe642eeb1a284f73687" dmcf-pid="VYrMeVMUgl" dmcf-ptype="general">신약 개발 과정에서 약물의 효과와 부작용을 정확히 예측하는 데 어려움이 있었다.</p> <p contents-hash="c9b7a62dd28a96a9793bf8dfd0440dd4c4148c49f54a807b3dc9c0311b287c85" dmcf-pid="fGmRdfRuch" dmcf-ptype="general">연구팀은 저해상수 추정 과정을 수학적으로 분석한 결과 기존 방식에서 활용되는 데이터의 절반 이상이 실제 추정에 불필요하거나 오히려 왜곡을 초래할 수 있음을 알아냈다.</p> <p contents-hash="c6254e8a4873f2e62be6846aa31531dfede43b922475c464cd6fb4d79d2db9bb" dmcf-pid="4HseJ4e7kC" dmcf-ptype="general">저해제 농도를 다양하게 사용하는 기존 방식보다 충분히 높은 저해제 농도 하나에서 추정한 결과가 더 정확하고 효율적일 수 있다는 점을 규명한 것이다. 나아가 저해제 농도와 저해상수 간의 관계를 나타내는 식을 정칙화(잘못 설정된 문제를 풀거나 과적합을 방지하는 기법)로 추가해 정확도를 더욱 높인 새로운 분석법 ‘50-BOA’를 개발했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="765ad7603b184c4713d17ad7d8acbbf2f1ebfd7c323e3ed3a62fbf55ed5ab359" dmcf-pid="8XOdi8dzjI" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 김상겸 교수(충남대 약대, 공동 교신저자), 송윤민 박사(IBS 의생명수학그룹(전 KAIST 수리과학과), 공동 제1저자), 장형준 학부생(KAIST, 공동 제1저자), 김재경 교수(KAIST, IBS 의생명수학그룹, 교신저자). [사진=KAIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/15/inews24/20250615120025764njry.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="02pClECnN1" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/15/inews24/20250615120025764njry.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 김상겸 교수(충남대 약대, 공동 교신저자), 송윤민 박사(IBS 의생명수학그룹(전 KAIST 수리과학과), 공동 제1저자), 장형준 학부생(KAIST, 공동 제1저자), 김재경 교수(KAIST, IBS 의생명수학그룹, 교신저자). [사진=KAIST] </figcaption> </figure> <p contents-hash="76ba03c92734f54956ad7a43eaa1dab0937b192b7e54a6944524b1f12c3b25a5" dmcf-pid="6TEPxKP3jO" dmcf-ptype="general">김상겸 충남대 교수는 “이번 연구는 수십 년 동안 정형화된 약물 실험 설계를 근본적으로 재검토하게 만들었다”며 “단순한 실험 효율 향상을 넘어 약효와 부작용 예측의 정확도를 높일 수 있는 새로운 표준이 될 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="d223de7251e8247c06b491a779a14879b9187e405ee3b02ec1a5102989949143" dmcf-pid="PyDQM9Q0js" dmcf-ptype="general">김재경 KAIST 교수는 “수학이 실험 설계를 바꾸고 생명과학 분야의 연구 효율성과 재현성을 근본적으로 높일 수 있음을 보여주는 대표적 사례”라고 전했다.</p> <p contents-hash="d95bb2fca2e4348041f3b83ea46add49a28b2a96c470be3a836244fe65ac2c7c" dmcf-pid="QWwxR2xpjm" dmcf-ptype="general">이번 연구 논문(논문명 : Optimizing enzyme inhibition analysis: precise estimation with a single inhibitor concentration)은 KAIST 융합인재학부 장형준 학사과정과 수리과학과 송윤민 박사가 공동 제1 저자로 참여했다. 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 6월 5일자로 실렸다.</p> <address contents-hash="6e1d661e777fa9880b599b8bdce17b3b0646c8fe27ae4bfe6edde4d56a26a7ba" dmcf-pid="xYrMeVMUNr" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 72시간 내 물속에서 녹아 사라지는 '마법 같은' 전자소자 06-15 다음 [AI혁명]"3분만에 숏폼 20개 뚝딱"…AI로 '숏폼 제작' 혁신한 피카디 06-15 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
