수천만 신약후보물질 동시 검증…'DNA 바코드' 플랫폼 떴다

한국화학연구원이 수천만 개의 신약 후보물질을 동시에 검증할 수 있는 공공 서비스를 시작했다.

10일 생명과학 전문 매체 아주라이프사이언스 등에 따르면 한국화학연구원(KRICT)은 DNA 암호 라이브러리(DEL) 기술에 기반한 유효물질 발굴을 지원하는 'DEL 코어뱅크 플랫폼'을 본격 가동한다고 밝혔다. 지금까지 소수의 기업만 내부적으로 보유했거나 고가의 해외 서비스에 의존해야 했던 기술을 국내 산학연에 제공하는 것이다.

신약 개발은 질병 표적 단백질에 결합하는 '유효물질'을 찾는 스크리닝 과정에서 시작된다. 기존의 고속대량스크리닝(HTS) 방식은 화합물을 하나씩 분석해 신뢰도가 높지만, 100만 개 화합물을 검사하는 데 약 2달의 시간과 막대한 비용이 소요됐다.

반면 DEL 기술은 각 화합물에 고유의 DNA 바코드를 붙여 방대한 수의 화합물을 한 번에 스크리닝한다. 수천만 개가 넘는 화합물도 한 달 내에 검사를 마칠 수 있어 시간과 비용을 획기적으로 줄인다. 여러 화학물질과 DNA 바코드를 단계적으로 결합하고 혼합하는 '분할-합성' 방식을 통해 수백만 개의 화합물 라이브러리를 구축하는 원리다.

이후 질병 표적 단백질과 반응시킨 뒤, 결합한 화합물의 DNA 바코드만 차세대 염기서열 분석(NGS)으로 대량 해독해 유효물질을 찾아낸다. 화학연은 이 과정에서 발생할 수 있는 오류를 줄이고 단백질 결합력이 강한 구조를 찾기 위해 인공지능(AI) 기반 분석법도 자체 개발했다.

화학연은 머신러닝 기반 데이터 분석을 통해 약물 가능성이 가장 높은 상위 50개 화합물을 선별해 최종 보고서를 제공한다. 요청 시 DNA 바코드를 제거한 순수 화합물을 재합성해 표적 단백질에 대한 검증 실험까지 지원한다.

이번 사업은 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 '대규모 DNA 암호 라이브러리 플랫폼 기반 코어뱅크 구축 사업'의 일환으로, 2027년까지 서비스 비용을 50% 감면한다. 현재 대웅제약, 아이랩, 국립암센터, 이화여자대학교, 광주과학기술원(GIST) 등이 지원을 받고 있다.

허정녕 화학연 DEL연구단장은 "해외 DEL 기술에 대한 의존도를 낮추고 초기 유효물질 발굴부터 후속 검증까지 효율적인 국내 신약 개발 과정을 지원하겠다"고 말했다. 신석민 화학연 원장은 "국내 독자 기술로 첨단 신약 개발 서비스를 제공하게 된 것에 의미가 있다"고 밝혔다.