글로벌 IT 기업 구글·IBM 등 인공지능 기술로 신약개발 나서
인공지능 이용한 신약개발·백신개발 가속화…국내 기업도 공동연구 개발 본격화
입력 2022.01.11 06:00 수정 2022.01.11 11:14
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인공지능이 최근 의료헬스케어 산업에 깊숙이 자리잡아 가고 있다. 특히 고비용, 장기간이 소요되는 신약개발에 획기적인 변화를 가져왔다고 평가되고 있다. 이에 따라 정통 신약개발사들과 인공지능 기술 기업들 간의 긴밀한 협업이 더 활발해질 전망이다.

'산업통상자원부'와 '한국산업기술진흥원'에서는 이러한 인공지능 융합 트렌드를 파악하기 위한 'GT Insight-Covid19 팬데믹 이후 의료분야 인공지능 융합기술 동향' 보고서를 발간했다. 이번 발간된 보고서에는 ▲주요 동향 및 배경 ▲질환 진단 및 치료에 사용되는 의료 인공지능기술 ▲인공지능을 이용한 신약 및 백신 개발 ▲인공지능이 관리 감독하는 의료계 현장 ▲클라우드, 플랫폼 및 기타 디바이스에 AI 적용 주제가 담겼다.
 
▲딥마인드가 역대 'CASP' 최고 성적을 기록했다. (출처:산업통상자원부, 한국산업기술진흥원 'GT Insight-Covid19 팬데믹 이후 의료분야 인공지능 융합기술 동향' 보고서)

보고서에 따르면 대표적으로 글로벌 IT 기업 구글이 자회사인 '딥마인드(Deep Mind)'를 통해 의료용 인공지능 기술 개발에 적극 나서고 있다. 

딥마인드는 지난 2016년 바둑 인공지능 '알파고'를 개발한 회사로, 분자생물학 분야에서도 인간 과학자급의 분석 실력을 갖춘 의료용 AI 'AlphaFold'를 개발했다.

딥마인드의 'AlphaFold'는 지난 2020년 11월 AI들의 단백질 구조 예측 능력 평가 대회인 'CASP'에 참가했으며, 주어진 과제에서 인간 과학자의 3분의 2 수준으로 정확도를 보인 것으로 알려졌다. 

전문가들은 'AlphaFold'를 활용해 단백질 접힘(Protein Folding)에 관한 연구를 활용해 치료법 개발 및 유전정보를 분석해 단백질의 3차원 구조를 예측하고 난치병을 치료하는 연구에 크게 기여할 것으로 평가했다.

아울러 현재 난제로 여겨졌던 염기서열을 통한 단백질 구조 예측 문제에서도 알파폴드의 접근법이 인간 유전체에 있는 수천 개 단백질의 기능을 밝힐 수 있으며, 개인마다 다른 질병을 유발하는 유전자 변이를 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

이러한 흐름에 따라 국내에서도 인공지능을 활용한 신약개발에 적극적인 행보를 보이고 있다.
 
지난해 11월 신테카바이오와 JW중외제약이 인공지능 기반의 혁신신약개발 공동연구 협약을 맺었으며, SK케미칼은 2019년부터 인공지능 기반 신약개발 기업인 스탠다임, 디어젠, 닥터노아, 심플렉스 등과 공동연구를 진행하고 있다.
 
아울러 대웅제약-온코크로스, 동아에스티-심플렉스, 아스트로젠-익토스 등도 기업 간 활발한 협력을 진행하고 있으며, 인공지능 기반 신약개발 기업인 넷타겟, 팜캐드, 에일론, 딥매처, 쓰리빅스, 아론티어, 갤럭스, 닥터노아바이오텍, 카카오브레인 등이 활발한 행보를 보이고 있다.
 
▲출처:한국바이오협회 이승규 부회장 `2021 성남국제의료관광컨벤션(SMC)` 발표자료, Deep Pharma Intelligence
 
또한 Deep Pharma Intelligence은 전 세계적으로 2016년 제약 바이오 기업과 AI 기업 간 협력 사례는 28건으로 나타났으나, 2020년에는 약 132건으로 47.4% 증가했다고 밝혀 최근 신약개발 분야의 주된 트레드를 대변했다.

한편 IBM도 슈퍼컴퓨터 'Summit'을 활용해 코로나19 바이러스 치료제 개발을 위한 약물재창출 후보 선별에 본격적으로 나섰다.
 
IBM은 2020년 4월 미국 에너지부 산하 오크리지국립연구소에서 자사의 슈퍼컴퓨터 서밋을 이용해 임상시험 중이거나, 시판 중인 약물과 천연화합물 8천여 개를 분석해 77개 약물을 치료제 1차 후보를 선정했고, 이후 다시 2차로 7개의 톱 후보를 선별했다고 밝혔다.

이러한 선별 과정은 일반컴퓨터를 사용하면 몇 달이 소요되지만, 서밋은 이틀 만에 이를 모두 처리해 놀라움을 자아냈다. 

또한 IBM은 중국 연구진이 공개한 코로나19 바이러스 게놈 정보를 토대로, 지난 2003년 유행한 사스(중증급성호흡기증후군) 바이러스와 세포 침투 방식이 같다는 전제로, 바이러스의 인간세포 침투 도구인 돌기단백질에 결합할 가능성이 큰 약물들을 선별했다고 밝혔다.

해당 약물들은 동물실험과 인간세포실험이 진행될 예정이며, 이 실험을 통해 코로나19 치료제를 개발할 수 있을 것으로 예상했다.

'산업통상자원부'와 '한국산업기술진흥원'은 보고서를 통해 "코로나19로 인해 미래형 산업에 대한 인식 및 평가가 변화되고 있으며, 산업 전반에 걸쳐 커다란 지형 변화가 나타나고 있다"라며 "팬데믹으로 기존 산업의 변화가 불가피해 지면서 인공지능은 필수 불가결한 기술로 확고한 자리매김을 했으며, 디지털 인공지능과 자동화가 팬데믹 이후 상황을 타계하기 위한 해결책으로 대두되고 있다"고 전했다.
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