구글 딥마인드, AI 단백질 '워터마크' 개발…기능 보존 입증

구글 딥마인드가 인공지능(AI)으로 설계한 단백질에 출처 정보를 심는 '워터마크' 기술을 개발하고, 워터마크를 넣어도 단백질 기능이 유지된다는 점을 실험으로 입증했다.

13일(현지시간) 애저라이프사이언스에 따르면 카테라(Carterra)는 자사 LSA-XT 플랫폼이 구글 딥마인드의 새 연구에 활용됐다고 밝혔다. 해당 연구는 국제학술지 네이처에 게재됐다.

논문 'AI 생성 단백질의 기능 보존 워터마킹'은 AI가 설계한 단백질 서열과 구조에 출처 서명을 심는 '신스ID바이오(SynthIDBio)' 기술을 소개한다.

구글 딥마인드 연구진은 아답티브바이오(Adaptyv Bio)와 협력해 워터마크가 적용된 단백질이 표적에 정상적으로 결합하는지 검증했다.

연구진은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 바이러스의 수용체 결합 도메인, 혈관내피성장인자A(VEGF-A), PD-L1 등 치료 관련 표적 3종을 대상으로 수백 개 AI 설계 단백질의 결합 속도와 친화도를 측정했다.

이번 연구는 알파폴드3를 정교하게 조정해 예측 생체분자 구조에 손실이 거의 없는 워터마크를 심는 '신스ID바이오-스트럭처'도 함께 제시했다. 이는 생물보안과 과학적 무결성 분야에서 활용 가능성이 있다고 카테라는 설명했다.

카테라의 HT-SPR 기술은 자체 미세유체 기술과 실시간 분석을 결합해 기존 무표지 플랫폼 대비 최대 100배의 처리량을 제공한다. 연구진은 이를 통해 설계가 실제로 작동하는지 확인하고 모델 학습 데이터를 확보한다.

이런 '랩인더루프(Lab-in-the-Loop)' 방식은 AI가 후보 물질을 생성하면 고속 실험이 이를 검증하고, 그 결과가 다시 모델 학습에 투입되는 구조다.

지난 7월 리링크파트너스 보고서는 카테라를 약 70억달러 규모 랩인더루프 시장의 핵심 기반 기술로 꼽았고, 윌리엄블레어 애널리스트들도 카테라를 AI 신약 개발용 생명과학 도구의 승자로 평가했다.

아답티브바이오의 줄리안 잉글러트 최고경영자(CEO)는 "우리는 AI 설계 단백질을 빠르고 대규모로 실제 실험 데이터로 전환한다"며 "카테라 HT-SPR은 단순한 합격·불합격이 아닌 실제 결합 속도와 친화도 데이터를 제공해 AI 모델이 다음 설계를 개선하도록 돕는다"고 말했다.

카테라는 지난 2월 업계 최초 48채널 HT-SPR 시스템 '카테라 베가'를 출시해 하루 2만건 이상의 소분자 상호작용 1차 스크리닝을 지원한다. 최근에는 아스트라제네카와 랩인더루프 신약 개발을 위한 하드웨어·소프트웨어 공동 개발 협력도 발표했다.

팀 저먼 카테라 최고상업책임자(CCO)는 "구글 딥마인드와 앤스로픽 등 AI 선도 기업들이 모두 대규모 고품질 결합 데이터를 필요로 한다는 점은 신약 개발의 방향을 보여준다"고 말했다.