암 유발 세포·병원체 '수 초 만에' 찾는다…구글 같은 검색엔진 등장

암을 일으킨 세포나 질병에 관여한 병원체를 수 초 만에 찾아내는 검색엔진이 나왔다.

독일 막스델브뤼크센터(MDC) 산하 베를린의생명시스템생물학연구소(MDC-BIMSB) 연구진은 31일(현지시간) 단일세포 데이터를 염기서열 정보만으로 빠르게 검색하는 플랫폼 '말바(Malva)'를 개발했다고 밝혔다. 연구 결과는 이날 학술지 네이처에 실렸다.

말바는 30년 전 구글이 인터넷 검색을 바꾼 것처럼 수백만 개의 세포 데이터를 수 초 안에 탐색한다. 대용량 파일을 내려받거나 참조 유전체, 고도의 컴퓨터 전문 지식 없이도 쓸 수 있다.

단일세포 RNA 염기서열 분석은 특정 시점에 개별 세포 안에서 일어나는 일을 정밀하게 보여준다. 그러나 지난 10년간 전 세계에 쌓인 테라바이트급 데이터를 활용하려면 페타바이트 규모의 원시 파일을 내려받아 재처리하고 표준화해야 해 개별 연구실이 감당하기 어려웠다.

또 기존 데이터는 색인 방식 때문에 같은 유전자가 만드는 여러 RNA 변이체인 'RNA 이소폼' 정보가 극히 제한적이었다. 말바는 공개 저장소의 데이터를 재처리해 염기서열로 검색할 수 있게 했고, 조직 절편에서 특정 RNA가 어디에 있는지 알려주는 공간 데이터도 포함했다.

말바는 박테리아와 바이러스, 곰팡이 등 여러 종의 서열 정보를 담고 있어 미생물이 인간 세포에 영향을 미쳐 질병을 일으키는 과정도 연구할 수 있다.

공동 제1저자인 니코스 카라이스코스 박사는 "특정 유전자가 어떤 세포 유형에서 발현하는지 같은 단순한 질문부터 훨씬 복잡한 질문까지 답할 수 있다"고 말했다. 그는 "RNA 서열로 검색할 수 있는 유연성 덕분에 기존에는 답할 수 없던 질문에 답할 수 있게 됐다"고 덧붙였다.

교신저자인 니콜라우스 라예프스키 MDC-BIMSB 소장은 "말바는 정적인 전사체 지도책을 역동적인 자원으로 바꿔 RNA 생물학 이해를 넓히고, 건강이 질병으로 이행하는 과정이나 특정 치료에 반응하는 세포를 연구하는 데 잠재적으로 변혁을 가져올 것"이라고 설명했다.

말바는 새 단일세포 RNA 데이터가 나올 때마다 MDC 서버로 내려받아 처리해 기존 데이터에 추가하는 방식으로 계속 확장된다. 현재 과학자들에게 무료로 제공되며, 연구진은 상용화를 위한 스타트업 설립 초기 단계에 있다. 관련 기술 특허는 출원 중이다.