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강재우 교수팀, AI 활용해 신약개발 기간 단축하는 길 열었다.
  • 글쓴이 : 커뮤니케이션팀
  • 조회 : 2837
  • 일 자 : 2020-04-28
일     자

2020. 4. 28.

제     목

강재우 교수팀, AI 활용해 신약개발 기간 단축하는 길 열었다.
표적 확인 후 선도물질 도출까지 1~2년 걸리던 것을 10주로 획기적 단축
인공지능 기술 활용해 중증 신경질환 치료제 선도물질 도출
질환표적 단백질에 대한 억제능을 세포 수준까지 확인

내     용
(요   약)

 

□ 고려대학교(총장 정진택) 컴퓨터학과 강재우 교수팀이 AI 기술을 활용하여 중증 신경질환 치료제 선도물질을 도출했다고 밝혔다.


□ 고려대 강재우 교수팀과 혁신신약개발 바이오벤처 '엘마이토 테라퓨틱스'가 올해 2월 공동연구협약을 맺고 연구를 시작한 후 10주 만에 중증 신경질환 치료 선도물질 도출에 성공한 것이다.


□ 강재우 교수팀이 자체적으로 구축한 AI 신약개발 플랫폼을 이용해 도출한 상위 50개 약물 중 엘마이토 테라퓨틱스가 질환표적 단백질 3차원 구조기반 활성 예측과 물성 예측 결과로 23개 약물을 선별했고, 먼저 11개 약물에 대해 양철수 한양대 교수팀이 세포활성 실험을 진행했다. 실험 결과 11개 약물에서 모두 활성이 확인되었고 특히, 그 중 2개의 약물은 나노몰 수준의 높은 활성이 나타났다.


□ 통상적으로 표적이 확인된 후 선도물질 도출까지는 약 1~2년 정도 소요된다. 이번 연구결과는 AI를 활용해 10주로 단축한 성공 사례여서 그 의미가 크다. 더욱 고무적인 것은 실험된 11개 약물에 대해 모두 세포 수준에서 활성이 확인됐다는 것이다. 이것은 강재우 교수팀의 AI 플랫폼이 전통적인 표적 중심의 신약개발에서 벗어나 세포 내 전사체 수준에서 약물의 효과를 예측하도록 학습되었기 때문에 가능했다. 즉, 질병에 걸린 세포내 유전자 발현 패턴을 정상 세포내 유전자 발현 패턴으로 유도하는 약물을 찾을 수 있도록 설계되어서 단백질 수준에서 활성을 뛰어넘어 세포 수준에서 활성을 갖는 약물을 바로 도출할 수 있게 된 것이다. 총 10주간의 기간 중 AI가 약물을 도출하는데 2주가 걸렸고 약물을 준비하고 세포수준에서 저해활성 결과까지 확인하는데 나머지 8주가 소요됐다.


□ 강재우 교수팀의 AI 신약개발 플랫폼은 지난 수년간 국제 의생명 AI챌린지에 출전하며 입상했던 모델들을 바탕으로 만들어졌다.
  ○ 2016년 아스트라제네카(AstraZeneca)와 생어연구소(Sanger Institute)가 주관했던 항암제 조합 효과 예측 드림챌린지에 첫 출전해 스탠포드, MIT 팀들을 제치고 준우승을 차지했다.
  ○ 이듬해인 2017년에는 미국 국립암연구소(NCI) 주관으로 열린 암 단백체 예측 챌린지에서 UCLA, MD Anderson 암센터 등을 제치고 한국 팀 최초로 드림챌린지에서 우승했다.
  ○ 이어 2018년 미국 마운트시나이(Mount Sinai) 의대에서 주관한 다중표적 신약개발 드림챌린지에서도 다국적 제약사 얀센을 제치고 우승을 차지했으며, 2019년 인공지능기반 약물활성도 예측 드림챌린지에서 미국과 유럽의 대표적 정부지원 연구기관인 미국 국립 보건원(NIH)과 유럽분자생물학연구소(EMBL)를 제치고 일리노이대학-중화대학 컨소시엄, 노스캐롤라이나대학과 함께 공동 우승을 차지하여 3년 연속 드림챌린지 우승이라는 쾌거를 이뤘다.
  ○ 드림 챌린지는 미국 IBM과 세이지바이오네트웍스(Sage Bionetworks)가 주최하여 2007년을 시작으로 올해로 14년째 이어져오고 있는 의생명분야 AI 경진대회로 세계적으로 가장 권위를 인정받고 있는 국제 대회다.


□ 강재우 교수팀은 드림챌린지 이외에도 지난 해 10월에는 구글, 미국 국립보건원(NIH), 유럽연합 등의 후원으로 개최되는 의생명 AI 질의응답 국제대회(BioASQ Task 7B-Phase B)에 처음 참가해 총 5회의 평가회차에서 2위의 구글을 큰 점수 차로 제치고 5회 모두 1등을 기록하며 우승하여 독보적인 실력을 인정받은 바 있다.


□ 강재우 고려대 교수는 “지난 4년간 국제대회를 통해 공인받은 요소 기술들을 묶어 플랫폼화한 우리 AI 신약개발 플랫폼이 이번 성공 사례를 통해 어느 정도 검증이 되었고 추후 엘마이토 테라퓨틱스의 축적된 후보물질 최적화 기술과 시너지를 발휘해 중증 신경질환에 성공적인 신약을 개발할 수 있을 것”이라고 기대했다. 
 

담당부서

컴퓨터학과 강재우 교수 (02-3290-4840)

문     의

커뮤니케이션팀 (02-3290-1065)

 

커뮤니케이션팀
Tel: 02-3290-1062 E-mail: hongbo@korea.ac.kr 수정일자 : 2019-08-02