AI 설계 유전자 편집기 OpenCRISPR-1

세계 최초로 정밀 인간 게놈을 편집하다

출처 : Profluent 공식 홈 블로그

세상에는 많은 첫 번째들이 있습니다.

첫 발을 내딛는 아기, 첫 사랑, 첫 출근. 그리고 이제, 인공지능(AI)으로부터 처음으로 설계된 분자를 사용하여 세계 최초로 정밀 유전자 편집을 실현한 순간이 있습니다. 이름하여 OpenCRISPR-1.

유전자 편집기는 단백질, DNA, RNA 간의 복잡한 상호작용을 필요로 하는 정교한 기계입니다. 이러한 복잡한 시스템을 AI로 설계해내는 것은 생물학적 설계의 새로운 지평을 열었습니다. 바로 AI 주도의 생물학적 설계 분야의 도약이죠.

이 연구를 위해 우리 팀은 CRISPR 기반 유전자 편집 시스템에 대한 방대한 데이터를 수집하고, 그 위에 대규모 언어 모델을 훈련시켰습니다.

그 결과 생성된 단백질은 자연에서 발견되는 CRISPR-Cas 계열의 다양성을 무려 4.8배나 확장시킬 수 있었습니다. 그 중에서도 특히 주목할 만한 성과는 OpenCRISPR-1이었습니다. 이 유전자 편집기는 기존 SpCas9과 비교해 높은 활성과 더욱 뛰어난 특이성을 보였으며, 기존 SpCas9에서 찾아볼 수 없는 403개의 돌연변이를 포함하고 있었습니다.

이 모든 성과의 핵심에는 OpenCRISPR-1이 있습니다. 이 AI로 설계된 유전자 편집기는 인간 세포에서의 기능을 입증하며, 그 효과를 세계에 공개하게 되었습니다. OpenCRISPR-1의 공개는 연구자들과 산업계가 보다 쉽게 접근할 수 있게 함으로써 의료, 농업, 과학 기술의 진보를 가속화할 수 있는 계기를 마련하게 됩니다.

지금까지 단백질 공학 분야에서는 우연히 발견된 단백질을 기반으로 한 연구가 주를 이루었습니다. 예를 들어, 요구르트 제조 시설에서 발견된 Cas9이나 식중독 사건에서 발견된 보톡스® 같은 경우죠. 하지만 이제 우리는 진화의 무작위 과정을 우회하고, 특정 목적에 맞게 단백질을 설계할 수 있는 기술을 갖게 되었습니다.

Cas9 단백질의 복잡한 기능을 AI가 어떻게 재현하고 개선할 수 있었는지는 놀랍습니다. 이 RNA 유도 누클레아제는 인간 게놈의 30억 개 뉴클레오타이드를 정확하게 탐색하고, 특정 사이트에서만 DNA를 절단할 수 있습니다.

이 연구는 단순한 성과 이상의 의미를 지니고 있습니다. OpenCRISPR-1의 공개는 유전자 편집 기술의 접근성을 획기적으로 개선할 뿐만 아니라, 이 기술이 의료, 농업, 과학적 응용 분야에서 실제로 사용될 수 있는 길을 열어줍니다. 특히, 유전병 치료에 있어서는 새로운 가능성을 제시하며, 맞춤형 의학의 실현에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 해줄 것입니다.

과학자들은 이제 OpenCRISPR-1을 사용하여 보다 정밀하고 안전한 유전자 편집 실험을 할 수 있습니다. 이것은 유전자 편집의 미래를 재정의하는 발걸음이며, 연구와 산업 모두에게 더 큰 혁신의 기회를 제공할 것입니다. 이 기술의 개발과 배포는 유전자 편집 분야에서의 윤리적, 법적 고려를 촉진하는 한편, 보다 폭넓은 응용을 가능하게 함으로써 사회 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것입니다.

AI의 힘을 빌려 생명 과학의 깊은 문제를 해결하는 이 방법은 전통적인 접근 방식을 넘어서는 것입니다. 이는 단순히 기존의 발견에 의존하지 않고, 목표 지향적으로 단백질을 설계하여 질병을 치료하고, 생명을 구하는데 쓰일 수 있는 것입니다. 이처럼, OpenCRISPR-1의 성공적인 개발과 활용은 과학의 한계를 뛰어넘어 인류의 삶을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

이러한 진보는 우리가 직면한 거대한 생물학적 문제들을 해결할 새로운 도구를 제공하며, 생명 공학의 미래를 밝히는 불을 켜는 격입니다. OpenCRISPR-1이라는 기술을 통해 우리는 유전자 편집의 새 시대를 맞이할 준비가 되어 있습니다. 이는 매우 흥미로운 시기이며, 우리가 이 기술을 어떻게 활용하고 발전시킬지에 대한 논의는 계속될 것입니다. 이 모든 과정을 통해 인간의 삶의 질을 개선하고, 지속 가능한 미래를 위한 기반을 마련하는 것이 우리의 목표입니다.