전남대학교는 유선용 공과대학 교수팀과 교원창업 기업 마틸로에이아이(대표 유선용)가 '약물로 인한 전사 반응을 정밀 예측하는 인공지능(AI) 기술'을 개발했다고 20일 밝혔다.
연구팀은 특정 약물이 세포에 처리됐을 때 나타나는 유전자 발현 변화를 AI로 예측하는 기술을 제안했다. 변분 오토인코더(VAE)와 확산 모델을 결합한 '잠재 확산 모델' 기반 프레임워크가 핵심이다.
세포주, 약물 구조, 처리 농도, 처리 시간 등 다양한 조건을 동시에 반영하면서 기존에 관측되지 않은 약물 및 세포 조합에 대해서도 안정적인 예측 성능을 확보했다. 기존 최고 성능 모델(SOTA) 대비 피어슨 상관계수 기준 약 7% 향상된 성능을 보였으며, 연산 비용은 300배 이상 절감했다. 생성된 유전자 발현 데이터가 실제 생물학적 특성을 충실히 반영하고 있음을 실험적으로 검증했다.
이번 연구는 약물 유도 전사 반응 예측 기술은 모든 약물-세포 조합을 실험으로 확인하기 어려운 신약 개발 과정에서 가상 스크리닝과 약물 재창출을 가능하게 하는 핵심 기반 기술로 평가한다.
특히 암 치료제 개발 분야에서 세포 유형별 약물 반응의 개인차를 예측할 수 있어 정밀의료 구현에 직접적으로 활용할 수 있다. 환자별로 가장 효과적인 치료제를 미리 찾아낼 수 있는 가능성이 열리면서 개인 맞춤 암 치료 시대를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다.
유선용 교수는 “이번 연구는 유전체 데이터와 생성형 AI를 결합해 약물 반응을 정밀하게 예측할 수 있음을 국제적으로 입증한 성과”라며 “전남대와 마틸로에이아이가 참여 중인 'K-HOPE: 한국인 암 특화 디지털 스마트 임상시험 플랫폼 구축' 과제와 연계해 향후 한국인 환자 데이터를 기반으로 한 AI 신약 개발 플랫폼으로 발전시켜 나가겠다”고 말했다.
한편 유선용 교수는 생물정보 데이터와 AI 기술을 결합한 바이오 통합 지능형 플랫폼 기업 마틸로에이아이를 창업해 연구 성과의 산업화에도 나서고 있다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
