“신약개발 등 바이오 연구 혁신, AI 활용 없이 힘들 것”

대성그룹,‘2023 대성해강미생물포럼’개최
바이오테크와 AI 연구 최전선 조명,
“포럼 계기로 두 분야 협력 강화 기대”
시스템생물학 버나드 폴슨 교수, AI반도체 유회준 교수 등 기조강연

26일 서울 중구 웨스틴조선호텔에서 열린 ‘2023 대성해강미생물포럼’. 대성그룹 제공

정부가 바이오 분야 연구개발 지원에 힘을 쏟고 있는 가운데 인공지능(AI)을 활용한 바이오테크 연구를 조명하는 콘퍼런스가 열렸다. 대성그룹(회장 김영훈)은 26일 서울 중구 웨스틴조선 호텔에서 ‘바이오기술 혁신의 코어, AI(The Impact of AI on Biotech)’를 주제로 ‘2023 대성해강미생물포럼’을 개최했다.

최근 바이오 분야에서는 AI 기술과 합성생물학 기술의 융합으로 DNA 합성, 게놈 분석, 인공단백질 설계, 세포 치료제 개발, mRNA 백신 개발, 미생물 설계 등 다양한 분야의 연구와 응용에서 혁신적 성과를 거두고 있다. 특히 AI를 활용해 복잡한 데이터를 분석하고, AI의 자기학습능력과 시뮬레이션 기능을 활용해 신약 개발의 기간과 비용을 획기적으로 줄이고 있다.

이날 포럼에는 바이오테크와 AI 분야 세계 최고 석학들이 주제 발표와 패널 토론에 참가했고, 포럼 진행은 조병관 KAIST 연구처장(생명과학부 석좌교수)이 맡았다.

버나드 폴슨 미국 샌디에이고 캘리포니아대 바이오공학과 교수. 대성그룹 제공

첫 발표자로 나선 버나드 폴슨 미국 샌디에이고 캘리포니아대 바이오공학과 교수는 ‘인공지능 기반 상호 운용 가능한 다중 바이오 빅데이터 분석 기술’을 주제로 ‘DNA와 RNA 등으로 구성된 다중데이터 형태의 분석 자료를 AI 기계학습을 통해 유기적으로 기능하는 유전자 세트로 분해하는 최신 연구현황’을 발표했다. 폴슨 교수는 유전체 정보를 이용해 게놈 수준의 ‘가상 세포 모델’을 세계 최초로 개발한 시스템생물학 분야의 석학이다. 현재까지 650편이 넘는 논문을 냈고, 40여 건의 미국 특허도 보유하고 있다. 시스템생물학과 시스템생명공학 분야에서 세계적으로 영향력이 높은 연구를 진행하고 있다.

폴슨 교수가 개발한 게놈 수준의 세포 모델은 생명체 내의 생명현상(예컨대 물질대사과정)이 어떻게 진행되는지 컴퓨터를 이용해 예측하는 시스템으로 미생물과 적혈구, 의약용 항체 생산을 위한 초(CHO)세포, 인간 세포 및 많은 병원균에 적용되면서 인간에게 유용한 물질을 생산하는 데 도움을 주고 있다.

유회준 KAIST 인공지능반도체대학원장(전기 및 전자공학부 교수). 대성그룹 제공

AI 반도체를 비롯해 저전력 반도체 설계의 세계적인 석학인 유회준 KAIST 인공지능반도체대학원장(전기 및 전자공학부 교수)은 ‘AI 반도체의 현황과 미래’를 주제로 발표했다. 유 교수는 “AI 반도체는 현재 그래픽처리장치(GPU)가 중심이지만 곧 신경망처리장치(NPU)를 거쳐 지능형반도체(PIM)와 뇌를 모방한 생체신경모망(뉴로몰픽) 반도체 중심으로 진화할 것이다”라고 했다. AI 연산에서 세계 최고 수준의 전력 효율을 구현한 아날로그 지능형 반도체(PIM) 개발 배경과 과정도 설명했다. 또 “AI 반도체의 적용 분야는 현재의 데이터센터 중심에서 모바일과 에지(Edge)컴퓨터로 바뀌면서 사물인터넷(IoT)과 증강현실(AR) 가상현실(VR) 기기로 이전될 것”이라고 전망했다.

석차옥 서울대 화학부 교수는 ‘바이오 인공지능의 잠재력과 신약 설계’를 주제로 발표했다. 석 교수는 “바이오 인공지능의 혁신은 2020년 구글 딥마인드의 단백질 구조 예측 AI 알파폴드에 의해 시작됐다”며 “생체분자의 구조는 생체분자의 기능과 밀접하게 연관돼 있기에, 향후 바이오 연구와 신약 개발에 AI가 가져올 혁신에 대한 기대가 크다”고 했다.

오혜연 KAIST 인공지능연구원장(전산학부 교수)은 ‘생성 언어모델의 한계와 미래’에 대해 발표했다.

신진 과학자들을 위한 별도의 세션도 마련됐다. 임성순 KAIST 생명과학과 교수는 ‘DNA 기반 세포 메모리 시스템’ 발표를 통해 세포 집단의 유전체에 시간적 생물학적 정보를 저장하는 기술에 대해 소개했다. 한국화학연구원 이주영 책임연구원은 ‘합성생물학 기반 맞춤형 미생물 개발’을 주제로 세포 내 소기관을 고부가가치의 화학 물질을 생산하는 마이크로 공장으로 활용하는 기술 등을 발표했다.

이날 포럼에서는 광대하고 복잡한 바이오 분야 빅데이터와 AI의 결합으로 바이오화학, 바이오헬스 분야 최신 연구 성과들과 함께 향후에 어떤 획기적 솔루션들을 기대할 수 있을지에 대한 전망 등을 다뤘다.

포럼을 주최한 대성그룹의 김영훈 회장은 미리 배포한 자료를 통해 “AI가 가져올 바이오테크 분야 기술 발전은 국가 경쟁력을 끌어올리는 데에도 핵심적 역할을 할 것으로 기대된다”며 “이번 포럼이 바이오 및 AI 분야 글로벌 최고 석학들을 한자리에서 만날 수 있는 플랫폼 역할을 하고, 양 분야의 협력을 더욱 촉진하는 계기가 되기를 기대한다”고 했다.

이날 포럼에는 국회 과학기술정보방송통신위원회 위원으로 활동하고 있는 홍석준 국회의원과 기초과학연구원(IBS) 노도영 원장, 이상엽 KAIST 부총장이자 한국생물공학회 회장이 축사를 했다.

대성해강미생물포럼은 2017년 시작해 바이오테크 분야의 다양한 주제를 다뤄왔다. 미래 에너지 확보, 기후변화와 환경문제 솔루션 제시, 난치병 치료 등 다양한 글로벌 연구 성과와 비전을 공유하고, 연관 분야의 협력을 위한 네트워킹의 기회를 제공해 왔다.

허진석 기자 jameshur@donga.com