단일 원자 조합해 원하는 단백질 설계하는 AI 작성일 10-16 86 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">노벨화학상 수상 베이커 교수, 사이언스에 'RF디퓨전3' 원리 공개</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="brox9tgRM2"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a4587d3449fa6369abc516aa38464c290e4b3728b9f7d44300ccf3ab4cf7e1c0" dmcf-pid="KmgM2FaeM9" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="단백질의 구조를 원자 단위에서 설계하는 인공지능 프로그램이 개발됐다. 챗GPT 생성 이미지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/16/dongascience/20261016114724496twqc.png" data-org-width="680" dmcf-mid="BLNef0jJnV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/16/dongascience/20261016114724496twqc.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 단백질의 구조를 원자 단위에서 설계하는 인공지능 프로그램이 개발됐다. 챗GPT 생성 이미지 </figcaption> </figure> <p contents-hash="ab44230869ce7e70c5eca42320816d57b931c3cd9c0754db99c6f7615605d815" dmcf-pid="9saRV3NdLK" dmcf-ptype="general">원자 하나하나를 조합해 단백질과 핵산을 설계하는 생성형 인공지능(AI) 시스템 'RF디퓨전3'의 세부 설계가 정식 공개됐다. RF디퓨전3를 이용해 설계한 새로운 단백질은 실제 화학 반응에서 원하는 기능을 수행했다. </p> <p contents-hash="f8ee20d247eddac0907cd52275203d90fd6267528a9e6d2fccd0c7ca6250c29a" dmcf-pid="2ONef0jJJb" dmcf-ptype="general">미국 워싱턴대와 영국 옥스퍼드대, 엔비디아 등 국제공동연구팀은 단일 원자를 모델링해 단백질과 핵산을 설계하는 시스템을 개발하고 연구결과를 16일(현지시간) 국제학술지 '사이언스'에 게재했다. </p> <p contents-hash="05b8daec7d277c801c0558a2f7c8b6976d11a789242e79edc19f99037b131bd2" dmcf-pid="VIjd4pAiMB" dmcf-ptype="general">연구팀은 2025년 12월 3일 RF디퓨전3를 오픈소스로 공개했다. 사이언스에 게재된 논문은 RF디퓨전3의 설계 원리를 자세히 설명한다. </p> <p contents-hash="95caf07f8ce1dc0b2b534323d01409714b998666d318356b24469b604418d7a4" dmcf-pid="fCAJ8Ucnnq" dmcf-ptype="general">AI를 활용한 단백질 연구는 기존 단백질의 3차원 구조를 예측하는 데서 나아가 원하는 구조와 기능을 가진 새로운 단백질을 설계하는 방향으로 발전하고 있다.</p> <p contents-hash="476e99e7562432a569a10b7a3f1b94f065d2de1532c9897a6d91ed4f74e09b77" dmcf-pid="4TwgMBrNLz" dmcf-ptype="general">RF디퓨전3 연구의 교신저자인 데이비드 베이커 워싱턴대 교수는 컴퓨터를 이용해 단백질의 구조를 예측한 공로로 2024년 노벨 화학상을 받았다. 베이커 교수의 대표 업적은 단백질 구조 예측 AI 시스템 '로제타폴드' 개발이다. </p> <p contents-hash="172029830508ee0edb3e0b8f435aa6fb0bb0a1de3e4f62e2d2e1dc2b82067a12" dmcf-pid="8yraRbmjn7" dmcf-ptype="general">로제타폴드는 단백질을 구성하는 아미노산 사이의 공간적 관계를 학습하고 이를 바탕으로 3차원 구조를 예측한다. 2023년 공개된 RF디퓨전1과 2025년 공개된 RF디퓨전2는 로제타폴드에 활용된 구조 예측 네트워크를 토대로 개발됐다.</p> <p contents-hash="3ca14e019f2b42123e3ab74730e0b2c6ebf3df9e2bb995a99a9e9be1b1aba0dc" dmcf-pid="6WmNeKsAiu" dmcf-ptype="general">RF디퓨전은 '확산 모델(diffusion model)'을 이용해 아미노산의 위치를 조합해 단백질을 설계한다. 확산 모델은 기존 데이터의 분포를 학습해 새로운 데이터를 생성하는 AI 모델이다. </p> <p contents-hash="fb9e093eb07fe2be08f31db2c4e406f612480d07d061fb6b883dc6f7a62a5a31" dmcf-pid="PYsjd9OcnU" dmcf-ptype="general">RF디퓨전3는 또 다른 단백질 구조 예측 프로그램인 '알파폴드3'의 네트워크를 참고해 개발됐다. RF디퓨전3는 아미노산 하나를 최대 14개의 원자로 표현하고 각 원자의 3차원 좌표를 직접 조정해 새로운 단백질 구조를 설계한다.</p> <p contents-hash="f68feb25d7000d714e9dbaf73825f914dff10eeb663c48a0d8fa7291108e5f48" dmcf-pid="QGOAJ2IkLp" dmcf-ptype="general">연구팀은 효소가 화학반응을 촉진하는 활성 부위를 정밀하게 설계할 수 있도록 했다. 효소는 생체 내에서 일어나는 각종 화학 반응의 속도를 높여주는 생체 촉매 역할을 하는 단백질의 일종이다. </p> <p contents-hash="f9eb10eee79fec66561ef0a70d941b4b7615a39ff420bc80e26b5f8c17f41701" dmcf-pid="xHIciVCEL0" dmcf-ptype="general">연구자가 반응에 필요한 원자들의 위치뿐 아니라 수소 결합 형성 조건, 특정 원자가 단백질 내부에 위치하는 정도 등을 지정하면 RF디퓨전3가 이를 충족하는 단백질 구조를 생성한다.</p> <p contents-hash="3733a81e85a4c576f6de395d9293886f6d27f6546830573f0f4dd8bfa58517bd" dmcf-pid="ydVuZIfzd3" dmcf-ptype="general">기존 효소의 활성 부위 41개를 대상으로 설계 성능을 비교한 결과, RF디퓨전3는 37개 사례에서 RF디퓨전2보다 우수한 성능을 보였다. 단백질 구조를 생성하는 속도도 기존 RF디퓨전2보다 약 10배 빨랐다.</p> <p contents-hash="7c5c22bbfc299e0bea3174bd3c0ef69caade6a6000f00802cc7d40357a3d2bb2" dmcf-pid="WJf75C4qJF" dmcf-ptype="general">RF디퓨전3가 설계한 파라옥손(paraoxon) 분해 효소와 펩타이드를 절단하는 효소는 실제 실험에서 원하는 화학반응을 수행했다. 연구팀은 "RF디퓨전3는 앞으로 다양한 생체분자 설계 과제와 응용 분야에서 폭넓게 활용될 것"이라고 밝혔다.<br> </p> <p contents-hash="8a3808697f413d4b7b65a336171a84f1475551e753cbaf3597f3799c33195aea" dmcf-pid="Yi4z1h8Bdt" dmcf-ptype="general"><참고자료><br> doi: 10.1126/science.aeh2982</p> <p contents-hash="9feae9085598574f9b731a2f35d9a28953f11b995f8928e349aff92197bb9802" dmcf-pid="Gn8qtl6bJ1" dmcf-ptype="general">[김소연 기자 lecia@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '윤초' 폐지하고 '윤시' 도입…시간 조정, 미래 세대로 넘겨 10-16 다음 애플, ‘M6 프로·맥스’ 취소하고 M7 직행… OLED 맥북 프로는 M5 유지 10-16 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
