생명 과학 AI 혁신: 에바진과 구글 클라우드의 혁신적인 협업
2025년 6월 10일, 신약개발과 농업 분야의 획기적인 발전을 가져올 AI 모델이
발표되었습니다.
에바진(Evogene Ltd)은 구글 클라우드(Google Cloud)와 협력하여
새로운 소분자 설계를 위한 생성 AI 기반 모델인 'ChemPass AI'를 공개했습니다.
이 혁신적인 모델은 복잡한 기준을 동시에 충족하는 새로운 화합물을 발견하는
오랜 도전 과제를 해결하려고 합니다.
특히, 이 모델은 의약품 연구
개발(R&D)과 작물 보호에서 효능, 독성 및 안정성을 동시에 최적화할 수 있는
가능성을 열어줍니다.
전통적으로 약물 개발이나 농업 화학 연구에서 과학자들은 하나의 요소를
연속적으로 시험하는 방법을 사용했습니다.
예를 들어, 먼저 화합물이 작용하는지
확인한 후 안전성과 안정성 테스트를 진행하는 방식입니다.
이러한 접근은
느리고, 비쌉니다.
또한 다른 단계에서 실패가 발생할 가능성이 크며, 많은
유망한 화합물들이 후속 단계에서 실패하는 경우가 많습니다.
결과적으로, 신약
후보의 90% 이상이 시장에 도달하기 전에 실패한다는 통계도 있습니다.
이러한
비효율적인 방식은 고정된 화학 구조에만 집중하게 되어 혁신을 저해하는 요소로
작용했습니다.
그러나 생성 AI는 이러한 패러다임을 변화시키고 있습니다.
AI 모델은 여러 요구
사항을 동시에 다루는 능력을 가지고 있어, 처음부터 효능, 안전성 및 안정성을
동시에 고려한 화합물 설계를 가능하게 만듭니다.
ChemPass AI는 다기능 최적화를
지원하도록 특별히 설계되어 있으며, 초기 설계 단계에서 약물의 약리학적 대사
및 독성 문제를 해결함으로써 이후 개발 단계의 리스크를 줄일 수 있습니다.
화학 연구의 다음 단계로 나아가다: ChemPass AI의 작동 원리
에바진의 ChemPass AI 플랫폼의 중심에는 방대한 화학 데이터셋으로 훈련된 고급
생성 AI 모델이 자리하고 있습니다.
이 모델은 약 400억 개의 분자 구조를
포함하는 데이터베이스를 사용하여 화합물의 '언어'를 학습했습니다.
구글
클라우드의 강력한 슈퍼컴퓨터 인프라를 사용하여 AI는 이 방대한 화학
라이브러리에서 패턴을 학습하고 있으며, 약물화합물의 디자인에 관한 전례 없는
지식을 보유하고 있습니다.
이 생성 모델은 화학 구조의 텍스트 표현인 SMILES 문자열을 기반으로 하는
트랜스포머 신경망 아키텍처에 구축되어 있습니다.
ChemPass AI는 분자를 마치
문장처럼 취급하며, 각 분자의 SMILES 문자열은 원자와 결합을 설명하는 문자
시퀀스입니다.
이러한 접근은 분자 생성 시 새로운 화합물이 과학적으로 유효하고
약물과 같은 특정 구조와 특성을 만족하는지 예측할 수 있는 능력을 제공합니다.
멀티 목적 최적화: 여러 요소를 동시에 고려하다
ChemPass AI의 두드러진 특징은 다목적 최적화 능력입니다.
전통적인 약물 발견
과정에서는 일반적으로 하나의 특성만 최적화하지만, ChemPass는 여러 목표를
동시에 처리할 수 있도록 설계되었습니다.
이는 고급 기계 학습 기법을 통해
generative model을 안내하여 다수의 제약 조건을 충족하는 방향으로 발전시키는
과정을 포함합니다.
반면, 이 AI는 효능, 안전성 및 기타 다양한 특성을 동시에
고려하여 분자를 설계하도록 시스템을 최적화할 수 있습니다.
보다 근본적으로, ChemPass AI는 AI가 화합물 디자인에서 창의성을 발휘하고
정확성을 계획해야 함을 의미합니다.
기존의 인간 화학자는 친숙한 화학
시리즈에서 천천히 작업하는 경향이 있지만, AI는 수십억 개의 가능성을 탐색하며
새로운 화학 공간을 탐구하는 것이 가능합니다.
향후 ChemPass AI 버전 2.0은
더욱 유연한 다변량 최적화를 허용할 수 있도록 개발되며, 특정 유저의 요구에
맞춰 조정할 수 있는 속성을 제공할 것입니다.
이 AI의 전략적 접근 방식은 신약
개발에 필요한 다양한 조건을 충족하는 분자를 설계할 수 있게 해주어, 혁신적인
솔루션을 제시하는 역할을 할 것입니다.
AI 중심의 혁신: 제약 및 농업 분야의 변화
ChemPass AI의 공개는 생명 과학 연구 개발에서 AI의 창의성 및 정밀도가 결합된
새로운 시대를 알리는 신호탄입니다.
이 모델은 이제 제약 및 농업 운용 과정에서
AI가 할 수 있는 일을 새롭게 정의하고 있습니다.
과거 90% 이상의 약물 후보가
시장에 도달하기 전 실패하던 것에 비해, AI의 지원으로 효율성과 정확성을 갖춘
분자의 발굴이 가능하게 되었습니다.
실제로 약물 개발에는 높은 비용이 수반되며, 비효율적인 공정을 거친 자연
물질에서 혁신적인 화합물이 발견되기 어려웠습니다.
ChemPass AI는 그동안 쌓인
대량의 화학 및 생물학적 지식을 토대로, 이전에는 생각지 못했던 방식으로
효율적이고 안전한 신약을 발견하는 데 혁신을 가져올 것입니다.
이제는 다양한
산업에서 AI 기반의 혁신이 현실로 다가오고 있으며, 이는 농업과 같은 기존의
모델이 지배하던 분야에서도 지속 가능한 혁신의 길을 열어줄 것입니다.
AI 기반의 설계 접근 방식은 미래의 의약품 및 농업 독창성에 있어 긍정적인
변화를 이끌 것이며, 이는 안전하고 효과적인 화학물질의 개발 및 상용화에 큰
기여를 할 것입니다.
따라서 이러한 새로운 기술은 지속 가능성을 바탕으로 한
새로운 산업 혁신을 가져오고, 의료 및 환경 문제의 해결에 중요한 역할을 할
것입니다.
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