"수명 연장 목표"…오픈AI, 단백질 구조 재설계 돕는 AI 모델 개발

오픈AI가 단백질 구조 재설계를 돕는 인공지능(AI) 모델을 개발했다.

19일 MIT테크놀로지 리뷰는 오픈AI가 'GPT-4b 마이크로'를 만들어 내부적으로 실험 중이라고 이같이 보도했다.

GPT-4b 마이크로는 단백질 재설계에 특화된 모델이다. 기존 단백질 설계도를 분석해 더 효율적인 설계법을 텍스트로 제안하는 식이다. 단백질이 체내에서 더 효율성 있게 기능하도록 돕는 목표로 개발됐다.

오픈AI가 단백질 구조 재설계를 돕는 인공지능(AI) 모델을 개발했다. (사진=챗GPT)

이 모델은 인간뿐 아니라 다양한 종에서 얻은 단백질 서열 예시를 학습했다. 어떤 단백질끼리 결합해야 시너지 효과를 얻을 수 있는지에 대한 정보로도 훈련받았다.

GPT-4b 마이크로는 구글 딥마인드의 알파폴드와 다르다. 일반적으로 알파폴드는 단백질 구조를 3D로 예측해서 시각적으로 보여준다. 단백질이 어떻게 접히고, 어떤 모양인지 미리 알려주는 식이다. 이를 통해 연구자는 해당 단백질이 몸속에서 어떤 역할을 할지 이해할 수 있다.

반면 GPT-4b 마이크로는 단백질 재설계법을 제안하는 모델이다. 기존 단백질 아미노산 서열법 수정법도 알려준다. 이를 통해 단백질이 체내에서 더 효율적으로 작동하거나 특정 기능을 강화하도록 돕는 식이다.

이번 모델 개발은 1년 전 미국 샌프란시스코에 본사를 둔 레트로 바이오사이언스가 오픈AI와 단백질 엔지니어링 협업을 추진하면서 시작된 것으로 전해졌다. 앞서 2023년 샘 알트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)는 레트로 바이오사이언스에 1억8천만 달러(약 2천700억원)를 개인 자금으로 투자했다.

레트로 바이오사이언스는 인간 평균 수명을 10년 연장하는 것을 목표로 둔 기업이다. 이를 위해 단백질 세트 '야마나카 인자'를 연구해 왔다. 야마나카 인자가 인간 피부 세포에 들어가면, 피부 세포는 젊은 줄기세포로 변화할 수 있다. 이를 통해 단순 수명 연장뿐 아니라 장기 제작, 대체 세포 공급원 마련을 구현할 계획이었다.

당시 야마나카 인자가 효율성이 낮다는 지적이 이어졌다. 이를 인간 피부 세포에 투입해도 젊은 줄기세포 생성이 원활하지 않았기 때문이다. 이에 레트로 바이오사이언스는 오픈AI와 협력해 'GPT-4b 마이크로' 개발에 착수한 것이다. 오픈AI 존 홀먼, 애런 재이크 연구원과 레트로 바이오사이언스 리코 마인틀 연구원이 협력해 모델을 만들었다.

양사 연구원들은 GPT-4b 마이크로 개발 후 진행한 실험 결과도 공개했다. 모델이 제안한 방법으로 야마나카 인자 설계법을 수정했다. 실험 결과 기존보다 최소 50배 넘는 효능 증가를 보였다고 발표했다.

당시 실험을 진행한 존 홀먼 연구원은 "전반적으로 과학자들이 직접 만들어낸 것보다 더 나은 단백질이 나왔다"며 "실험 결과를 논문으로 발표할 계획"이라고 밝혔다.