AI 신종 리보핵산 바이러스 RNA 7만개 발견 루카프롯 정보

AI로 밝혀낸 미지의 세계: 중국 과학자들, 7만500개의 새로운 RNA 바이러스 발견

인공지능(AI)을 활용한 최신 연구가 세상을 놀라게 하고 있습니다. 중국의 과학자들이 그동안 과학계에 알려지지 않았던 RNA 바이러스 7만500개를 발견했다는 소식입니다. 이 발견은 인플루엔자 바이러스, 코로나 바이러스, 레오바이러스와 같은 질병의 원인이 되는 RNA 바이러스의 세계에 대한 이해를 한층 더 넓힐 중요한 발견으로 평가되고 있습니다.

이 연구는 단순한 바이러스 탐지에 그치지 않고, 인류가 이해하지 못한 미지의 바이러스들이 자연계에 얼마나 많이 존재하는지, 또 우리가 어떻게 이러한 바이러스들을 분석하고 예측할 수 있는지에 대한 흥미로운 질문을 던지고 있습니다.

RNA 바이러스란?

바이러스는 그 유전정보를 어떤 방식으로 저장하느냐에 따라 두 가지로 구분됩니다: DNA 바이러스와 RNA 바이러스. 그중 RNA 바이러스는 유전정보를 RNA로 저장하며, 체내에 침투한 뒤 유전정보를 복제하는 과정에서 돌연변이가 쉽게 일어나는 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특성 때문에 RNA 바이러스는 매우 빠르게 진화하며, 종종 새로운 변종을 만들어냅니다. 대표적인 RNA 바이러스로는 인플루엔자, 코로나, 레오바이러스, 레트로바이러스 등이 있습니다. 이러한 바이러스들은 인간을 포함한 다양한 생명체에 심각한 질병을 유발하는 원인으로 알려져 있습니다.

특히 RNA 바이러스는 그 특유의 빠른 진화 속도로 인해 새로운 질병을 만들어내는 경우가 많아, 과학계에서는 RNA 바이러스를 탐지하고 연구하는 데 많은 노력을 기울이고 있습니다. 그러나 RNA 바이러스는 다른 바이러스에 비해 그 구조와 시퀀스가 계속해서 변하기 때문에, 정확히 파악하고 연구하기 어려운 대상이기도 합니다.

AI의 힘을 빌리다: 루카프롯(LucaProt)의 탄생

이번 RNA 바이러스의 대규모 발견은 중국의 중산대와 알리바바 클라우드, 호주의 시드니대 연구팀이 공동으로 이루어낸 성과입니다. 연구팀은 단백질 구조 분석 및 예측 AI 모델인 '루카프롯(LucaProt)'을 개발하고, 이를 통해 무려 16만 개 이상의 RNA 바이러스를 찾아냈습니다. 그중 7만500개는 이전까지 과학계에 전혀 보고된 적 없는 새로운 RNA 바이러스로 확인되었습니다.

RNA 바이러스는 일반적으로 'RNA 의존성 RNA 중합 효소(RDRP)'라는 단백질을 기반으로 탐지됩니다. RDRP는 RNA 바이러스의 증식에 필수적인 역할을 하는 단백질로, 모든 RNA 바이러스의 게놈에 암호화되어 있습니다. 하지만 RNA 바이러스는 DNA 바이러스보다 더 빠르게 진화하며, 그 과정에서 RDRP가 인코딩되는 시퀀스 역시 계속해서 변하게 됩니다. 따라서 기존의 연구 방식으로는 이들 바이러스를 모두 탐지하는 데 한계가 있었습니다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 메타(페이스북의 모회사)가 개발한 단백질 구조 예측 AI 모델인 'ESM폴드(ESMFold)'를 기반으로 루카프롯을 개발했습니다. 이 AI 모델은 RDRP가 인코딩되는 방대한 시퀀스 데이터를 학습하며, 바이러스의 구조를 예측하고 탐지하는 능력을 갖추게 되었습니다.

16만 개의 RNA 바이러스 중 7만500개는 미지의 바이러스

루카프롯이 작동되면서 약 16만 개의 RNA 바이러스가 탐지되었습니다. 이들 바이러스는 전 세계의 다양한 환경에서 발견되었으며, 해저열수분출구, 온천, 소금호수, 공기 중에서도 그 존재가 확인되었습니다. 특히 AI는 극한 환경에서도 바이러스를 찾아냈다는 점에서 그 탐지 능력이 입증되었습니다.

가장 흥미로운 점은 이 중 7만500개의 바이러스가 그동안 과학계에 보고되지 않은 완전히 새로운 RNA 바이러스라는 사실입니다. 이는 단일 연구에서 가장 많은 수의 새로운 바이러스를 발견한 기록적인 성과로 평가되고 있습니다.

왜 RNA 바이러스의 발견이 중요한가?

RNA 바이러스는 빠르게 변이하며 새로운 질병을 일으킬 가능성이 크기 때문에, 이러한 바이러스들을 파악하고 분석하는 것은 공중 보건에 매우 중요한 문제입니다. 이번 연구에 참여한 에드워즈 홈스 시드니대 교수는 "이번 연구는 바이러스에 대한 인간의 지식을 매우 확장시켰다"고 평가하며, 극한 환경에서 발견된 바이러스들은 생명체와 바이러스의 기원에 대한 중요한 단서를 제공할 수 있다고 강조했습니다.

바이러스는 인류가 직면한 가장 큰 도전 중 하나입니다. 코로나19 팬데믹으로 인해 우리는 바이러스가 얼마나 빠르게 전 세계로 퍼지고, 큰 영향을 미칠 수 있는지 직접 경험했습니다. 따라서 바이러스에 대한 연구는 더 이상 선택이 아닌 필수적 과제가 되었으며, 이번 연구는 그 중요성을 다시 한번 일깨워주고 있습니다.

AI가 밝혀낸 극한 환경 속 바이러스의 세계

이번 연구에서 AI는 극한 환경에서도 바이러스를 탐지할 수 있는 능력을 보여주었습니다. 해저열수분출구, 온천, 소금호수와 같은 극한 환경에서는 기존의 방법으로 바이러스를 발견하는 것이 쉽지 않았습니다. 그러나 루카프롯을 이용한 AI 분석 덕분에 이러한 환경에서도 RNA 바이러스가 존재함을 확인할 수 있었습니다.

이러한 극한 환경에서의 바이러스 발견은 바이러스뿐만 아니라 생명체의 기원에 대한 연구에도 큰 의미를 가집니다. 극한 환경은 지구 초기의 환경과 유사할 가능성이 있기 때문에, 이곳에서 발견된 바이러스는 지구상의 생명체가 어떻게 진화해왔는지, 그리고 바이러스가 어떻게 그 과정에 관여했는지에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.

앞으로의 연구 방향

이번 연구는 바이러스에 대한 새로운 이해를 제공했으며, AI를 활용한 바이러스 탐지의 가능성을 확인할 수 있었습니다. 그러나 이것이 끝은 아닙니다. 발견된 7만500개의 새로운 RNA 바이러스는 이제 그 특성과 기능을 연구하는 새로운 과제로 남아있습니다. 이 바이러스들이 어떤 생물체에 감염되는지, 어떤 환경에서 생존하는지, 그리고 질병을 일으킬 수 있는지에 대한 추가 연구가 필요합니다.

또한 AI의 역할도 계속해서 확장될 것으로 보입니다. 바이러스 탐지뿐만 아니라, 그 구조와 진화를 예측하는 데 있어 AI는 앞으로도 중요한 도구가 될 것입니다. 더 많은 바이러스가 발견되고, 그 특성이 분석됨에 따라 우리는 바이러스와의 전쟁에서 한 발 더 나아갈 수 있을 것입니다.

결론

이번 중국 과학자들의 연구는 AI를 이용한 바이러스 탐지의 새로운 가능성을 열었습니다. 7만500개의 새로운 RNA 바이러스의 발견은 그 자체로도 중요한 성과지만, 더 나아가 인류가 아직 알지 못하는 바이러스 세계에 대한 이해를 넓히는 데 큰 역할을 할 것입니다. 극한 환경에서 발견된 바이러스는 생명체의 기원에 대한 새로운 단서를 제공할 수 있으며, 앞으로의 연구는 바이러스와의 싸움에서 중요한 전환점이 될 것입니다.