์๋ช ์ ์ฝ๋ (Code of Life)
์ ์ ์ฒด / ๋จ๋ฐฑ์ง / ์์คํ ์๋ฌผํ โ ์๋ช ์ ์ค๊ณ๋๋ฅผ ํด๋ .
Nature๐ค AI ์์ฝํํค์คํ ์ ์ ์ฒด ์์, 17๋ง ๋ช ์ ์ ์ ์ฒด ๋ค์์ฑ ๋๊ณต๊ฐ
๋ฐฐ๊ฒฝ๊ณผ ๋์ ๊ณผ์ ์ ์ธ๊ณ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ๋ฝยท๋์์์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์งํ๋ผ ์์ง๋ง, ํํค์คํ ์ธ๊ตฌ๋ ์์ง ์ถฉ๋ถํ ํ์๋์ง ์์ ์ฑ ๋จ์ ์์์ด์. ๋์ ๊ฐ๊ณ ์ฐ๊ด์ฑ์ ๊ฐ์ง ๋๊ท๋ชจ ์ง๋จ์์๋ DNA ๋ณต์ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๊ต์ ํ๋ MSH2 ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ณ์ด๊ฐ ์ง๋ณ ์ํ์ ์ฆํญ์ํฌ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์ปค์, ์ด๋ฅผ ์ ํํ ํ์ ํด์ผ ํ๋ ๊ณผ์ ๊ฐ ์์์ด์. ํนํ BRCA1/2 ๋ณ์ด์ ๊ฐ์ ์ ๊ด๋ จ ์ ์ ์๋ ์ง์ญ๋ณ ๋น๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ํํค์คํ ๊ณ ์ ์ ๋ณ์ด ์คํํธ๋ผ์ ๊ท๋ช ํ๋ ๊ฒ์ด ๊ธ์ ๋ฌด์์ด์. HLA ๋ณตํฉ์ฒด์ ๊ฐ์ ๋ฉด์ญ ๊ด๋ จ ์ ์ ์๋ ๋ค์์ฑ์ด ๋์ ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ์ ์ง์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น์ง๋ง, ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์์ ์ ํํ ๋์ฒด ๋น๋๊ฐ ์ ๊ณต๋์ง ์์์ด์. ๋ฐ๋ผ์ 17๋ง ๋ช ๊ท๋ชจ์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ๋ณดํด ํํค์คํ ํน์ ์ ๋ณ์ด ์ง๋๋ฅผ ๊ทธ๋ฆฌ๋ ๊ฒ์ด ํต์ฌ ๋์ ๊ณผ์ ์์ด์. ๋๊ท๋ชจ ์ํ์ฑ๊ณผ ๋ฐ์ดํฐ ํตํฉ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ต์ GRCh38 ๊ธฐ์ค ๋ณ์ด ํธ์ถ ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ GATK ์ํฌํ๋ก์ฐ๋ฅผ ํ์ฉํด 173,303๊ฐ์ ์์ยท์ ์ฒด ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ๊ณ ํ์ง๋ก ์ํ์ฑํ์ด์. ๊ฐ์กฑ ๊ฐ ์ฐ๊ด์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ ๋ฒ ์ด์ฆ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ฉํด ๊ณต๋ ๋ณ์ด(๊ณตํต ์กฐ์์์ ์ ๋ํ ๋ณ์ด)๋ฅผ ์ ํํ ๊ตฌ๋ถํ์ผ๋ฉฐ, APOBEC3B ํจ์๊ฐ ๋ง๋ CโT ์ ์ด ์๋ช ๋ ๋์์ ๋ถ์ํ์ด์. PCA์ ADMIXTURE ๋ถ์์ ํตํด ์์์์ยท์ค๋๊ณผ์ ์ ์ ์ ํผํฉ ์ ๋๋ฅผ ์ ๋ํํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ธ๊ตฌ ๊ตฌ์กฐ ์ดํด์ ํฐ ๋์์ด ๋์์ด์. ๋ณ์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ ๊ณต๊ฐํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ์ ๋ก๋๋ผ ์ ์ธ๊ณ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ด ์์ ๋กญ๊ฒ ํ์ฉํ ์ ์๊ฒ ๋์์ด์. ์ด ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋ 1,200์ฌ ์ข ์ ์๋ก์ด ๋จ์ผ์ผ๊ธฐ๋คํ์ฑ(SNP)๊ณผ 300์ฌ ์ข ์ ํฌ๊ท ์ธ๋ธ(Indel)์ ํํค์คํ ํน์ด์ ์ ์ ์ฒด ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ์๋ฆฌ ์ก์์ด์. ์ฃผ์ ๋ฐ๊ฒฌ: ํฌ๊ท ๋ณ์ด์ ์ง๋ณ ์ฐ๊ด์ฑ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, CYP2D6 ๋์ฌ ํจ์์ ์์คโ๊ธฐ๋ฅ ๋ณ์ด๊ฐ ์ฝ 2%์ ๊ฐ์ธ์๊ฒ์ ๋ฐ๊ฒฌ๋ผ ํน์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๊ฐ ํ์ ํ ๋ฎ์์ง๋ ๊ฒ์ด ํ์ธ๋์ด์. ๋ํ MAPK ๊ฒฝ๋ก์ ๊ด์ฌํ๋ MAP2K1 ์ ์ ์์ ํฌ๊ท ๋ณ์ด๊ฐ ์ฌํ๊ด ์งํ ์ํ์ 1.8๋ฐฐ ๋์ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ํด๋น ๊ฒฝ๋ก์ ์ธํฌ ์ ํธ ์ ๋ฌ์ด ์ด๋ป๊ฒ ์ง๋ณ์ ๊ธฐ์ฌํ๋์ง๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ์ฌ๋ก์์ด์. TP53 ์ข ์ ์ต์ ์ ์ ์์ ์๋ก์ด ํ๋ ์์ํํธ ๋ณ์ด๋ ์ ์ ์ฐ๋ น์ธต์์ ๋ฐ์ ์ํ์ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐ์์ผฐ๊ณ , ์ด๋ DNA ์์ ๋ณต๊ตฌ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ด ํํค์คํ ์ธ๊ตฌ์์ ์ด๋ป๊ฒ ๋ค๋ฅด๊ฒ ์๋ํ๋์ง๋ฅผ ์์ฌํ์ด์. ์ด๋ฌํ ๋ฐ๊ฒฌ๋ค์ ๊ธฐ์กด์ ์๊ตฌ ์ค์ฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ์๋ ๋ณ์ด๋ค์ด ํํค์คํ์์ ์ค์ ์์์ ์๋ฏธ๋ฅผ ๊ฐ์ง ์ ์์์ ์ ์ฆํ์ด์. ๊ฒฐ๊ตญ, ์ง์ญ ํน์ด์ ๋ณ์ด์ ๊ทธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ํธ ๊ฒฝ๋ก ๊ต๋์ ์ดํดํจ์ผ๋ก์จ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ ์ ๋ต์ ์ค๊ณํ ์ ์๋ ๊ธฐ๋ฐ์ด ๋ง๋ จ๋์ด์. ์์ผ๋ก์ ์๋ฏธ ๋๋ ์ ๋ง ์ด์ ํํค์คํ ์ ์ ์ฒด ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ ์ ๋ฐ ์๋ฃ์ ํต์ฌ ์์ฐ์ผ๋ก ํ์ฉ๋ผ, ์์์๊ฐ ํ์ ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ํด์ํ ๋ ์ ํํ ๋์ฒด ๋น๋๋ฅผ ๋ฐ๋ก ์ฐธ์กฐํ ์ ์๊ฒ ๋์์ด์. ์ ์ฝ์ฌ๋ค์ CYP2D6ยทTP53ยทMAP2K1 ๊ฐ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ํ์ ์ผ๋ก ํ๋ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ํํค์คํ ์ธ๊ตฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์ฉํด ์์ 1์ยท2์ ์ํ์ ์ฑ๊ณต ํ๋ฅ ์ ๋์ผ ์ ์์ ๊ฑฐ์์. ADAR RNA ํธ์ง ํจ์๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋ง์ถคํ RNA ์น๋ฃ๋ฒ๋ ์ด ๋ณ์ด ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ค๊ณ๋ ์ ์์ด, ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์คํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ํฌ๊ฒ ํ๋๋ ์ ๋ง์ด์์. ๋ํ, CRISPRโCas9 ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ์ ๊ต์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํํค์คํ ํน์ ์ ๋ณ์ด ์คํํธ๋ผ์ ๊ณ ๋ คํด ๋ณด๋ค ์์ ํ๊ณ ํจ์จ์ ์ธ ํธ์ง ์ ๋ต์ ๊ฐ๋ฐํ๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ฌํ ๊ฑฐ์์. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก, ์ด ๊ฑฐ๋ํ ์ ์ ์ฒด ์์์ ์ง์ญ ๋ณด๊ฑด ์ ์ฑ ์๋ฆฝ๊ณผ ๊ตญ์ ํ๋ ฅ ํ๋ก์ ํธ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ์ ๊ฐํํด, ์ ์ธ๊ณ ์ ์ ์ฒด ๋ค์์ฑ ์ดํด์ ์๋ก์ด ์ฅ์ ์ด๊ฒ ๋ ๊ฑฐ์์.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํด๊ฒฐํ๋ ค๋ ์ง์ง ๋ฌธ์ ๋ ํํค์คํ ์ธ๊ตฌ๊ฐ ๊ธฐ์กด ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ๊ฑฐ์ ๋ฐ์๋์ง ์์, ํ์ง ํ์๋ค์ ์ ์ ์ ์ํ ์์ธ์ ์ ํํ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ๋ค๋ ์ ์ด์์. ์ง๊ธ๊น์ง๋ ์๊ท๋ชจ ์ฝํธํธ์ ์ ํ๋ ์ํ์ฑ ๊น์ด ๋๋ฌธ์ ํฌ๊ท ๋ณ์ด์ ๊ฐ์กฑ ์ฐ๊ด์ฑ์ ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํ์ผ๋ฉฐ, ํนํ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ํจ์ ๋ณ์ด์ ๊ฐ์ ์์์ ์ผ๋ก ์ค์ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋์น๊ณ ์์์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ 173,303๋ช ์ ์์ยท์ ์ฒด ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ๊ณ ๋ฐ๋๋ก ์ํ์ฑํ๊ณ , ๊ฐ๊ณ ์ฐ๊ด์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ ๋ฒ ์ด์ฆ ๋ชจ๋ธ์ ๋์ ํด ๋ฐ์ดํฐ ์ ํ๋๋ฅผ ํฌ๊ฒ ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ํตํด ํํค์คํ ํน์ ์ ๋ณ์ด ์ง๋์ ์ง๋ณ ์ฐ๊ด์ฑ์ ์ต์ด๋ก ์ ๋ฉด ๊ณต๊ฐํ์ด์. ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ ํ์ง ์์์๊ฐ ํ์ ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ํด์ํ ๋ ์ ํํ ๋์ฒด ๋น๋๋ฅผ ๋ฐ๋ก ์ ์ฉํด ์ง๋จ ์ ํ๋๋ฅผ ๋์ด๊ณ , ์ ์ฝ์ฌ๊ฐ ์ง์ญ ํน์ด ๋ณ์ด๋ฅผ ํ์ ์ผ๋ก ํ๋ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ์ง์ ํ์ฉํ ์ ์๊ฒ ํด์. ์์ผ๋ก๋ ์ด ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๋๊ท๋ชจ GWAS์ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ์ ์์์ํ์ด ์งํ๋ผ, ํํค์คํ๋ฟ ์๋๋ผ ์ ์ธ๊ณ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ์ ์๋ก์ด ์๋๊ฐ ์ด๋ฆด ๊ฑฐ์์.
Nature Medicine๐ค AI ์์ฝํ์ฝฉ ์ ์ ์ฒด ํ๋ก์ ํธ๊ฐ ๋ฐํ ๋์์์์ธ ํน์ด์ CYP450 ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ด ์ง๋
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ ๋ฝ ํธํฅ ์ฐธ์กฐ ํจ๋์ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์ ๋์์์ ์ ๋ฐ ์์ฝ R&D์ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ ์ฒด ์ฐธ์กฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ gnomAD v4.1 ๊ธฐ์ค ์๋ก ์ํ์ ์ฝ 80%๊ฐ ์ ๋ฝ๊ณ ํํต์ ํธ์ค๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ๋์์์๊ณ ์ธ๊ตฌ์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋(allele frequency) ํ๋กํ์ผ์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ๊ณผ์ ๋ํ๋ ์ฑ ๋ฐฉ์น๋์ด ์๋ค. ์ด ์ฐธ์กฐ ํจ๋ ํธํฅ์ ๋จ์ํ ํต๊ณ์ ๋ ธ์ด์ฆ๊ฐ ์๋๋ผ CYP2D6, CYP2C19, HLA-B*5801 ๋ฑ ํต์ฌ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด(PGx) ๋ณ์ด์ ์์์ ์คํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ(clinical actionability) ํ์ ์ ์น๋ช ์ ์์์ฑยท์์์ฑ์ ์ฃผ์ ํ๋ ์์คํ ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด๋ค. ํนํ ํ์กฑ(Han Chinese) ๋ฐ ๊ด๋๊ณ ์ธ๊ตฌ์์ ๊ณ ๋น๋๋ก ๊ด์ฐฐ๋๋ ฮฑ-์ง์คํด๋นํ HBA1/HBA2 ๊ฒฐ์ค ๋ณ์ด, G6PD ๊ฒฐํ ๋ณด์ธ์ ๋น๋๋ ์ ๋ฝ ์ค์ฌ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์์ ์ฌ์ค์ ํ์ง ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ก ์์กดํ๋ฉฐ, ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ ๋จ์ผ ์ ์ ์ ๊ฒ์ฌ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ผ๋ก๋ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ํน์ด์ ๋ณด์ธ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ๋ฏผ๊ฐ๋-ํน์ด๋ ๊ท ํ์ ์ฌ์ํ ์ ์๋ ๊ตฌ์กฐ์ ํ๊ณ๊ฐ ๋์ ๋์ด ์๋ค. PharmGKBยทCPIC ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ ์ญ์ ๋์์์ ์ฝํธํธ ๊ฒ์ฆ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๋์ ๊ฒฐํ์ผ๋ก ์ธํด ๊ถ๊ณ ๋ฑ๊ธ ์์ฒด๊ฐ ๊ทผ๊ฑฐ ๋ถ์ถฉ๋ถ(insufficient evidence)์ผ๋ก ํํฅ ๊ณ ์ฐฉ๋๋ ์ ์ํ์ด ์ง์๋์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๊ฐ์ธ๋ณ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ด ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ํ์ฝฉ ์ ์ ์ฒด ํ๋ก์ ํธ(HKGP)๋ ์ฝ 2๋ง ๋ช ๊ท๋ชจ์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ(WGS) ์ฝํธํธ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๊ณ , 30ร ์ด์ ์ฌ์ธต ์ปค๋ฒ๋ฆฌ์ง ๊ธฐ๋ฐ ๋ณ์ด ์ฝ๋ง ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ๋จ์ผ ์ผ๊ธฐ ๋ณ์ด(SNV), ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด(SV), ๋ณตํฉ ์ฌ๋ฐฐ์ด์ ํฌํจํ ๋ค์ฐจ์ ๋ณ์ด ํ ์๋ฅผ ๋๊ธฐํํ์๋ค. ํต์ฌ ์ฑ๊ณผ๋ก ์ฐธ์ฌ์์ ๊ฑฐ์ ์ ์์์ CPIC Level A/B ๋ฑ๊ธ์ ์คํ ๊ฐ๋ฅ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ด๊ฐ ์ต์ 1๊ฐ ์ด์ ๊ฒ์ถ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ธฐ์กด ๋ง์ดํฌ๋ก์ด๋ ์ด ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ํ ํ์ ํ๋ซํผ์ ํ์ง์จ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ค. ๋์์ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ ์์ค์์ CYP2C19 2/3 ๊ธฐ๋ฅ ์์ค ๋๋ฆฝ์ ์ ์์ ๋์์์ ํน์ด์ ๊ณ ๋น๋ ๋ถํฌ๊ฐ ์์ํ์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ๋์๊ณ , ํด๋กํผ๋๊ทธ๋ (Plavix) ํฌ์ฝ ๋ฐ์ ์์ธก ์ ํ๋์ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ํน์ด์ ๋ณด์ ๊ณก์ ์ด ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์ผ๋ก ์ค์ฆ๋์๋ค. DPYD ๋ณ์ด ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ฃจ์ค๋กํผ๋ฆฌ๋ฏธ๋ ๋ ์ฑ ์์ธก, NUDT15 *3 ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํฐ์คํจ๋ฆฐ ์ฉ๋ ์กฐ์ ๋ฑ ๋์์์ ๊ณ ๋น๋ ์ฝ๋ฌผ ์ด์ ๋ฐ์ ๊ฒฝ๋ก์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ ๊ณ์ฐ์ด ์ต์ด ์ธ๊ตฌ ๊ท๋ชจ๋ก ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆ๋ ์ ์ ๊ธฐ์ฑ ์ ๋ฝ ์ฐธ์กฐ ๋จ์ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ํ๊ดดํ๋ค. ๋ณด์ธ์ ๋น๋ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ HKGP ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ ฮฑ-์ง์คํด๋นํ, ฮฒ-์ง์คํด๋นํ(HBB ์ ์ ์ IVS-II-654 ๋ณ์ด), G6PD ๊ฒฐํ, ์์จ๋ณ ATP7B ๋ณ์ด, ๋น์ฆํ๊ตฐ์ฑ ๋์ฒญ GJB2/SLC26A4 ๋ฑ ๋์์์ ๊ณ ๋น๋ ์์ผ์์ฒด ์ด์ฑ ์งํ๊ตฐ์ ๋ํ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ๋ง์ถคํ ํ์ฅ ๋ณด์ธ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋(ECS) ํจ๋์ ์๋ฆฝํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ์กด ๋ฒ์ฉ ACMG ๊ถ๊ณ ๋๋น ํ์ง ๋ฏผ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ์์น์ํค๋ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋ฌ์ฑํ์๋ค. ํ์ ๋ถ์ ํํํ๋ณ ๊ฐ๊ณ ๋ณด์ธ์ ๋น๋ ์ญ์ฐ ๋ชจ๋ธ์ ACMG SF v3.2 ์ด์ฐจ ๋ฐ๊ฒฌ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ ๋ฐ ClinGen ์ ์ ์-์งํ ํ๋น์ฑ ํ๋ ์์ํฌ์ ๋ค์ถ ์ฐ๋ํ์ฌ, ์จ์ ๋จ๊ณ ์์์ ์ /๋ค์ดํด๋จํ ๋ก์ง์ ์ ์ฉํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ ์ ๋ณ์น ์คํธ๋ ์ค ํ๊ฒฝ์์๋ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ์์ค์ ์ ์ ๊ฑด๊ฐ ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ์๋ค. ๋ฏธ์ง๋จ ํฌ๊ท ์งํ ํ์๊ตฐ์์๋ WGS ๊ธฐ๋ฐ ์ง๋จ ์์จ์ด ๊ธฐ์กด ์์ ์ํ์ฑ ์ํฌํ๋ก ๋๋น ์ ์ํ๊ฒ ํฅ์๋์ด, ์ง๋จ์ ๋ฐฉํฉ(diagnostic odyssey) ๊ธฐ๊ฐ์ ํ๊ดด์ ๋จ์ถ์ด ์ค์ฆ๋์๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธ๊ตฌ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒดํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ HKGP๋ ๋จ์ผ ๊ธฐ๊ด ์ ์ ์ฒด ํ๋ก์ ํธ๋ฅผ ๋์ด ๊ณผ์ ๋ํ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ์ ์ ๋ฐ ์ํ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ์ ์ด ๊ฐ๋ฅ ๋ชจ๋ธ(transferable model)์ ์ ์ํ๋ค. AstraZeneca์ ๋์์์ PGx ๋ฐ์ ์ธต๋ณํ ํ์ดํ๋ผ์ธ, Roche-Foundation Medicine์ ๋๋ฐ์ง๋จ CDx ํจ๋ ํ์ฅ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ผ๋ณธ BioBank Japan(~27๋ง ์ํ์ฑ), ํ๊ตญ K-MASTER/KNIH ๊ตญ๊ฐ ๋ฐ์ด์ค๋น ๋ฐ์ดํฐ, ์ค๊ตญ ๋ณธํ ChinaMAP 100K ํ๋ก์ ํธ์์ ๋ฒ์์์ ์ฐธ์กฐ ํจ๋ ํตํฉ์ด ๊ฐ์ํ๋จ์ ๋ฐ๋ผ, ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ๋ณ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๊ฐ ๊ตฌ์ถ๋๋ค. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก HKGP ๋ฐ์ดํฐ ์์ฐ์ FDA Pharmacogenomic Biomarker Table, EMA SmPC ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ๋ผ๋ฒจ๋ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ NMPA ์ผ๊ฐ ๊ท์ ์ถ์ IND ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ์์ ๋์์์ ์ธ๊ตฌ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ์ธต๋ณํ ๊ทผ๊ฑฐ๋ก ์ง์ ์ฐธ์กฐ๋จ์ผ๋ก์จ, cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๊ณ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ๋ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ์ ๋ง์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ธ๊ตฌ ๋ง์ถคํ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ๋๋์ค์ผ์ดํ ๊ท๋ช ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ ์ ์ฒดํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ CYP2C19 ๊ธฐ๋ฅ ์์ค ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํด๋กํผ๋๊ทธ๋ ๋์ฌ ์๋๋ก ์ AI ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒด ์ค์บ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ํญํ์ํ ์๋ฒ์ ๋น๋ฐ์์ ์๋ณ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ธ์ฑ ๊ด์๋๋งฅ ์ฆํ๊ตฐ ํ์์ ์ฌํ๊ด ์ด์ ๋ฐ์ ๋ฐฉ์ง ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ HKGP ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ClinVarยทPharmGKB ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ์ธต๋ณํ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ HLA-B*5801 ๋งค๊ฐ ์๋กํจ๋ฆฌ๋ ์ค์ฆ ํผ๋ถ ๊ณผ๋ฏผ๋ฐ์ ํ์ ์ ์ ํจ ์ํ ์ญ์น๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ CDx ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํญ์ยท์ฌํ๊ดยท์๊ฐ๋ฉด์ญ ํ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ๋์์์ ํน์ด์ CYP450 ๋์ฌ ํจ์ ๋คํ์ฑ ๋น๋ ๋ฐ NUDT15/DPYD ๋ ์ฑ ๋ณ์ด ๋ณด์ ์จ์ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์๋ฅ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ FDAยทEMAยทNMPA ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
- Nature๐ค AI ์์ฝ
์ ์ฒด ์ ์ ์ฒด ์ค๋ณต์์ ๋ถํํ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ๊ฐ ๋๋ ํผ์ง ์ธํฌ ๋ค์์ฑ์ ๊ฒฐ์ ์ง๋ ์๋ฆฌ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ์ค์ถ์ ๊ฒฝ๊ณ ์ ์ฝ R&D์ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ์งํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ ์ด๊ณ ์ ์ ์ธ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์กฐ์ง ํด๋ฆฌ ๊ณผ์ ์์ ํ์ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ค์ฐจ์ ๋ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ๊ณต๊ฐ ์ ๋ณด ์์ค์ด๋ผ๋ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๋๋ค. ํนํ ์ธ๊ฐ๊ณผ ์ค์น๋ฅ๋ฅผ ํฌํจํ ์ด์ข ๋ชจ๋ธ ๊ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ด ์๋์ฑ์ ๋งคํ ํ๊ณ ๋ฐ ๋ฐ๋ฌ ์๊ธฐ๋ณ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค์ ๋ณํ๋ ์ค์ถ์ ๊ฒฝ๊ณ ์ ์ฝ R&D์์ ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํ ๊ณ ์ง์ ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด์์ต๋๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ถ์ ์ฒด๊ณ๋ ์ด์ง์ ์ ๊ฒฝ ์ํ์ ๋ฐ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋จ์ ์๋์ฑ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ผ๋ก ๊ท์ผํํ์ฌ ํ์ ๊ฒ์ฆ ๋จ๊ณ์์ ์ ํจ ์์ฐฉ๋ฅ ๋ฐ ์์ฉ ๋๋ ์์ธก์ ๋ฐ๋ณต์ ์คํจ๋ฅผ ์ด๋ํ์ต๋๋ค. ์ ์ฒด์ ์ ์ฒด์ค๋ณต(WGD)์ผ๋ก ๋ถํ๋ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ์ ์ ์ ์งํ ๊ถค์ ์ ํตํฉ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ ์ ์ ํ๋กํ์ผ๋ง์ ์ ๊ฒฝ ์ธํฌ ๋ค์ํ์ ์จ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์๊ณกํด ์ ๊ฒฝ ์งํ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ๊ฑฐ๋ํ ์ฅ๋ฒฝ์ด ๋์ด ์์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์งํ ๊ถค์ ์ถ์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ค์ผ์ผ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ๋ถํ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ 5๊ฐ ์ฒ์ถ๋๋ฌผ ์ข ์ ๋ฐ๋ฌ๊ธฐ ๋ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ํ ์๋ฅผ ๋๊ธฐํํ๊ณ , ์ ์ฒด์ ์ ์ฒด์ค๋ณต์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ํ์๋ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ์ธ๋์ ๋ถํ ์์์ ์ ์ฐ ์ถ์ ํ๋ ์งํ ๊ถค์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ข ๊ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด์ง์ฑ์ ๋ณด์ ํ๊ธฐ ์ํด ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ ๋ค์ค ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์์ฒ ์ ๊ฑฐํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๋ณต์ ์ ์ ์(์ค๋ ธ๋ก๊ทธ)๊ตฐ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๋ณํ๊ฐ ๋๋ ํผ์ง ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ํ๋ฅ ์ ์ฌ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ์๊ทนํ์ฌ ์ ๊ฒฝ ์ธํฌ ๋ค์์ฑ์ ์ฃผ๋ํ์์ ๊ท๋ช ํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ผ์ข ๋ง์ฐ์ค ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ชจํ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ๊ณ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์งํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ ๋ฐ ์ค์ฆํ ์ฑ๊ณผ์ ๋๋ค. ํนํ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ์ ์ ์ ์์ ๊ธฐ๋ฅ ํ๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ํ์ ์ผ๋ก ๋ชจ๋ธ๋งํ์ฌ ์ธํฌ ๋ถํ ๊ธฐ์ ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ ์ฆํ์ต๋๋ค. ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ๋ถํ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ๊ฒฝ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์ด๋ฌํ ๊ธฐ์ ๊ท๋ช ์ ํน์ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ๋ถํ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ์ด๋ฅผ ํตํ ๊ฐ์ญ์ ์ ๊ฒฝ ํญ์์ฑ ์ ์ด๋ฅผ ๊ณจ์๋ก ํ๋ ํ์๊ตฐ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ ์๋ฆฝ์ ์ฑ์ทจํ์ต๋๋ค. ๋จ์ผ์ธํฌ ์์ค์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์์ ๊ฐ๋ณ ๋ถ์ ํํํ ๋ฐ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ๊ฒฝ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๋งคํํ์ฌ ํ์๊ตฐ์ ์ด๊ณ ํด์๋๋ก ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification)ํ๋ ์ ์ฐ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์ต๋๋ค. ๋์๊ฐ ์๋ ์ค ์ ํธ ์ ๋ฌ ์๋ ์์์ ์ /๋ค์ดํด๋จํ ์กฐ์จ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ค๊ณํ์ฌ, ์ ์ ์ ๋ณ์น ์คํธ๋ ์ค ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด์์๋ ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ์๋ฆฝํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋ณต์ ์ ์ ์ ๋ถํ ๊ถค์ ํ๋ฅ์ ์นผ์ ์ฑ๋ ๋ฐ ์์ฉ์ฒด ๋จ๋ฐฑ์ง ํ์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์กฐ์ ํจ์ผ๋ก์จ, ์ ๊ฒฝ์ธํฌ ์น๋ฃ ๋จ๊ณ์์ ๋ฐ๋ฌ์ ๊ฒฐํจ์ ํ์ ๋ง์ถคํ์ผ๋ก ํ๋ณตํ ์ ์๋ ์ ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ์ ํด๊ฒฐ์ฑ ์ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ ์ฌํ ๋์ฆ ์น๋ฃ ์ฒด๊ณ์ ์์กดํ๋ ๋ ์งํ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํฉ๋๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ ๋ฐ ๋ฐ์ด์คํ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ ๊ฒฝ๊ณ ์น๋ฃ์ ํ์ฅ ์, ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ๋ณธ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ๋งคํ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ฐ๋๋์ด ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์์ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ๋ ์ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ๋ํ ๋ณธ ๋ชจ๋ธ์ ์ธํฌ ์ ํ ๊ท๊ฒฉํ ๊ธฐ์ ์ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํ์ฌ ๋ฏธ ์ํ์์ฝ๊ตญ(FDA)์ ํฌํจํ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ์์์ํ๊ณํ์ ์ฌ์ฌ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํต๋๋ค. ์ด๋ ํฅํ ์ฐจ์ธ๋ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋ฐ ์ ์ ์ ์์ฝํ ์น์ธ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ํต์ฌ์ ์ธ ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์์ฐ์ด ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ์งํ ์ธํฌ ๋๋์ค์ผ์ดํ ๊ท๋ช ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์งํ ๋ฐ๋ฌํ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํดํ์ฑ ๋์งํ ์์ ์์ฝํ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋์งํ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์ ์ฒด์ ์ ์ฒด์ค๋ณต ์ ์ ์ ์์ธ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ๋ค์ ๋ณต์ ๋ณ์ด ๋ฐ ๋๋ ํผ์ง ๋ถํ ๊ฒฐํจ ์๋๋ก ์ ๋ค์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ์ ์ฐ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ํ ์คํํธ๋ผ ๋ฐ ์กฐํ๋ณ ๋ฑ ํฌ๊ท ์ ๊ฒฝ๊ณ ์งํ์ ์ง๋จ์ ์๊ฐ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์์ ๋ด๋ฐ ์์กด์จ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ 5๊ฐ ์ฒ์ถ๋๋ฌผ ์ข ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ์ ๊ฒฝ ๋ฐ๋ฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ด์ข ๊ฐ ์ ์ฌ ์๋์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ์ ์ฐ์์ผ๋ก ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ , ํ๊ฒ ์ ๊ฒฝ ์ธํฌ ์์ฉ์ฒด์ ์ ํจ ์ฝ๋ฌผ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์ฐจ์ธ๋ ์ค์ถ์ ๊ฒฝ๊ณ ์งํ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ข ๊ฐ ์ค๋ ธ๋ก๊ทธ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์ธ์ฒด ์ ๊ฒฝ ์ธํฌ ์ ๋ ๊ณผ์ ์ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ธํฌ ์ ํ ๋ฐ ํ์ฑ ๋ถํ์จ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ , ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ๋ฐ cGMP ์์ ์์ฐ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Naunyn-Schmiedeberg's archives of pharmacology๐ค AI ์์ฝํ์ ์ ๋ฆฌ๋ณด์ ์ํฉ์ฑ ์ ์ ์ฒด ๋๋์ค์ผ์ดํ: DepMap CRISPR ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ฐ ์๋ฆฌ ํต๊ณ ํ๋ก ๋ชจ๋ธ ๊ธฐ๋ฐ ๋ถ์ ํ์ (DDX56, XRCC5, FAM207A) ์ค์ฆ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ณ ์ฐจ์ ํต์ฐ ๋์ฌ ํญ์ฃผ์ ํ์ ์ R&D์ ์น๋ฃ ์ ํญ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ํ์ ์(Lung Adenocarcinoma, LUAD)์ ์ ์ฑ ์งํ ๋ฐ ํ์ค ํํ์๋ฒ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋, ์ธํฌ ๋ด ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณต์ฅ์ธ ๋ฆฌ๋ณด์ ์ํฉ์ฑ(Ribosome Biogenesis, RiboSis) ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ์์ธํฌ์ ๋ฌด์ ํ์ ์ฆ์์ ๊ณ ๋๋ก ๊ฒฌ์ธํ๊ณ ์์์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์ด๋ค ํ๋ฅ ์นด์ธํธ๊ฐ ์ ํจ ์์ธํฌ ์์กด์ ์ ๋์ ์จ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ํ์ฑํ๋์ง ๋ถ์ ์์ค์์ ์ ๋ฐ ๊ตฌํํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ์ ์ด์์. ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ ์ข ์ ๋ฑ๊ธ ๋ถ๋ฅ ๋ฐ ์ผ๋ฅ ์ ์ธ ๋จ์ผ ํ์ ์ต์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๋ด์์ ์ธ ๋์ฌ ์คํธ๋ ์ค ๋ณ๋ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํด, ์น๋ฃ ์ ํญ์ฑ์ ํ๋ํ ๋ด์ฑ ์์ธํฌ ๊ฐ๊ณ๊ฐ p53 ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๋นํ์ฑํํ๊ณ ์ธํฌ ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ํญ๋ฐ์ ์ผ๋ก ํต์ ์ดํ์ํค๋ ์นด์ด๋คํฑ์ค๋ฅผ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์์ง์. ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋ฉด์ญ ์ธํฌ ์นจ์ค ๊ตฌ๋ฐฐ์ ์ค๋ฏน์ค ๋คํธ์ํฌ ๊ฐ์ ๋ค์ฐจ์ ๊ณต๋ถ์ฐ ํ ์๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๊ณ ์ ์ ์ธ ์ ์ฌ์ฒด ์ค์บ์๋ง ์์กดํ๋ฉด์ ๋ฐ์ํ ์น๋ฃ ํ๊น ๋ฐ๊ตด ํ๊ณ ๋ณ๋ชฉ์, ํ์์ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ๋ด ํญ์์ฑ์ ์ฌ์ํ๊ณ ์๊ตฌ์ ์ข ์ ํ์ฐ์ ์ ๋ํ๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์๋ฆฝ์ ์ค๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด์๋ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: DepMap CRISPR-RNAi ์ธํฐํ์ด์ค ๋๊ธฐํ ๋ฐ 3๋ ํต์ฌ ์ํ ์ ์ ์ ๋์ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด ์ ์ฐํ์ ํ์ ํ๊ณ ์ฅ๋ฒฝ์ ์์ฒ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์์กด์ฑ ๋งต(DepMap)์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ CRISPR ๋ฐ RNAi ๋ฐ์ดํฐ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ฌ ๋ฆฌ๋ณด์ ์ํฉ์ฑ ์ ์ ์๊ตฐ์ 73%๊ฐ ํ์ ์ ์ธํฌ ์์กด์ ํ์์ (Essential)์์ ์ ๋ ๋งคํํ๊ณ , Cox ๋ฐ LASSO-Cox ์๋ฆฌ ํ๊ท ๋ถ์์ ํตํฉ ๊ฐ๋ํ์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋จ์ผ ์ผ๊ธฐ ํด์๋ ํ์์ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ฐ์ ๋์ ๋ณ์ด(Co-occurrence) ํจํด์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณต๊ฐ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ๋๊ท๋ชจ ์ข ์ ์ฝํธํธ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ด๋ถ์ ์ํ์ฑ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐํ์ง์. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ธฐ์ฑ ์ปดํจํฐ ์๋ฌผํ ๋ชจ๋ธ์ ํด์๋ ํ๊ณ๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ๋ฆฌ๋ณด์ ๋์ฌ ํญ์ฃผ๋ฅผ ์ ๋ํ๋ ๋ง์คํฐ ์์๋ก์ DDX56, XRCC5, FAM207A 3๋ ์ํ ์ ์ ์๋ฅผ ์ ๋ฐ ๋์ ํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ค์ด p53 ๊ฒฝ๋ก ์ต์ , ์ธํฌ ์ฃผ๊ธฐ ๊ณผํ์ฑํ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ ์นจ์ค ์ด์ง์ฑ์ ํต๊ณํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ผ๋ก ์กฐ์จํ๋ ํต์ฌ ๋ง์คํฐ ์ค์์น์์ ์๋ฒฝํ ์ค์ฆํด๋๋ต๋๋ค. ์ข ์ ์นจ์ค ์๋๋ก ์ฐจ๋จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ํ ์ค์ง ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์๋ฆฝ๋ RiboSis-LUAD ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ ์ ์ ์ญ๋ ์คํ(Knockdown) ๋ฐ CellMiner ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ์ธ์ ์ฐ๋์ ๊ฐ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์ฑ ๊ฑฐ์ ์ง๋จ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฆฌ์คํฌ ์ ์ด ์๊ณ๊ฐ์ ์๋ฒฝํ ๊ทน๋ณตํ๋ ํ์ ๋ถ์ ํํํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification) ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ์ด์. CCK-8, Transwell, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ธํฌ ์คํฌ๋์น ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋์ญํ ํ์์ ํ์ ์ ์ ์ ์ต์ ์ ์ธํฌ ์ด๋(Migration) ๋ฐ ์นจ์ค(Invasion) ์๋ ์์๋ฅผ ๋ค์ดํด๋จํํ๊ณ , ๋ค์ค ํญ์์ ์ ๋ํ ์ ํญ์ฑ(Drug resistance) ํ๋กํ์ผ ์์น ๊ณก์ ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌ ์ฐจ๋จํ์ง์. ์ด๋ฅผ ํตํด ํ์์ ์๊ฒ RNA-seq ์ ๋ ฅ๊ฐ๋ง์ผ๋ก๋ ์ฝ๋ฌผ ํฌ์ฌ ํ์์์ ์ข ์ ํ์ฐ ์๊ณ๊ฐ ๊ณก์ ์ ๋์ ์ญ์ฐํ๋ ์ํ ์์ง์ ํ๋ณดํ์ผ๋ฉฐ, ๊ณ ์ํ๊ตฐ ๋์น์ฑ ๊ฐ๊ณ๊ฐ ๋ณ์น์ ๋์ฌ ์คํธ๋ ์ค ์์์๋ ์ ํจ ํธํก ์ญํ ๋ฐ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ๋ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํต์ฐ ๋์ฌ ์ํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ๋ฐ ์ ํ ์ฝํ ํตํฉ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๋ ํ์ ์ ์น๋ฃ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ธ ์ฆ์ ์ํ ์ฒด๊ณ์์ 'AI๊ฐ ์ ์ฐ ์ฐ์ฐํ ๋ฆฌ๋ณด์ ์ํฉ์ฑ ํ ์๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ข ์์ ์ธํฌ ์ฃผ๊ธฐ ์ ์ด ์๋๋ก ์ ์์ฒ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํต์ฐ ๋์ฌ ์ํ(Programmable Ribosomal Metabolism Medicine) ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ด์. ํฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์์ ์์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ์ถฉ ๋ฐ ๊ณ ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋(High-throughput screening) ๋จ๊ณ์์ ํ์๋ณ ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ฉด์ญ ํ ์ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ตฌ์ถํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์์. ํ๋ฆฝ๋ DDX56, XRCC5, FAM207A ํ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ ํฅํ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๊ธฐ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํ๋ซํผ์ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ๊ท๊ฒฉ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ถฉ์กฑํ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ด ๋๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ์น๋ฃ์ ์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ด๋ต๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฆฌ๋ณด์ ๋์ฌ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋ถ์์๋ฌผํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ณ ํ์ ์ ์ฝ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์์ธํฌ์ ๋ค์ค ์ฝ์ ๋ด์ฑ ๋ฐ ์ด๊ณ ์ ์ธํฌ ๋ถ์ด๋ก ๋ํ๋๋ ์ ์ฐ์ ๋ง๋น ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ข ์ ์ ์ ์ ์ด ๋ฐ ๊ธ์ฑ ํธํก ๋ถ์ ์ ๊ตฌ๊ธฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ค์ง ์กฐ์ง ๋ณดํธ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋๊ท๋ชจ DepMap ๋ฐ CellMiner ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ์ข ๋ณยท๋ณ์ดํ๋ณ ์ ์ฌ ์ด์ง์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ์ต์ ์ ํ์ ํ์ ๋ด ํ์ ์ธํฌ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๋ฐ ์๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ์์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ฐ p53 ์ผ์ํ/๋ณ์ดํ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋ค์ธ์์ฑ ์งํ ๊ฐ ๊ณต์ ์ ์ ์จ ๋ณด์ ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ๋ค๋ฉด๋ฐํ ์ ์ ์ ์ข์๋ฅผ ์ ๋ํํ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๋จ์ผ ์งํ ์ค์ฌ ๋ถ์์ ํ๊ณ์ ๋ค๋ฉด๋ฐํ์ฑ ์ ์ ํ ์๋ณ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๋ค์ธ์์ฑ ๊ณตํต ์งํ(Common diseases)์ ๋ณ์ธ ๊ท๋ช ๋ฐ ์๋ฐฉ ์ํ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋, ์๋ก ๋ค๋ฅธ ํํํ์ ๊ฐ์ง ์ง๋ณ ๊ฐ๊ณ๋ค์ด ๋ด์์ ์ผ๋ก ๊ณต์ ํ๊ณ ์๋ ๋ค๋ฉด๋ฐํ์ฑ(Pleiotropic) ์ ์ ์ ๊ณต์ ๋ง์ปค๋ค์ ๊ณํตํ์ ์ผ๋ก ํตํฉ ์ ๋ํํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ์ ์ด์์. ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ผ ์งํ ์ค์ฌ ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด์ฐ๊ด๋ถ์(GWAS) ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ํน์ ํ์ ์งํ์ ์ํ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ํ ์๋ฅผ ๋ ๋ฆฝ์ ์ผ๋ก๋ง ์ค์บํ์ฌ, ๋ณด์กฐ ์งํ ๊ฐ๊ณ ๊ฐ์ ์ํ ์ค์ฒฉ ๋ ธ์ด์ฆ ๋ฐ ํํํ ๋ถ๋ฅ ๊ต๋ ๋ณ์๋ก ๋ฐ์๋๋ ํต๊ณ์ ํธํฅ(Bias)์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ณด์ ํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์์ง์. ์ ์ ์ฒด ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๊ต์ฐจ ์์ฉํ๋ ๊ณต์ ์ ์ ์จ(Shared heritability)์ ๊ฐ์์ฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ฉด์ ๋ฐ์ํ ์งํ ๊ฐ ์ฐ๊ด์ฑ ์คํ ๋ณ๋ชฉ์, ์ฌ๋ฌ ๋ณตํฉ ์งํ์ ๋์์ ๋ฐฉ์ดํด๋ด๋ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฉํฐ ํ๊น ์ ์ฝ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์๋ฆฝ์ ์ค๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด์๋ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: PHBC ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์๊ตญ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ(UK Biobank) ๋ด ์ ์ ์ ๊ณต์ ์ฑ ์ค์ฆ ์ง๋ 6์ 9์ผ Nature Genetics์ ์ ๊ฒฉ ๊ฒ์ฌ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด ํต๊ณ์ ๋จ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์์ฒ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ํธํฅ ๋ณด์ ๊ธฐ๋ฐ ๋ค์คํ์ง ๊ณต์ ์ ์ ์จ ๋ณด์ ๋ฒ(Pleiotropic Shared Heritability with Bias Correction, PHBC) ์์คํ ์ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ฌ, ๋ชฉํ ์งํ์ด ๋ณด์กฐ ์งํ๊ตฐ ์ธํธ์ ๊ณต์ ํ๋ ์ ์ ๋ณ์ด ํ ์๋ฅผ ๊ณ ํด์๋๋ก ์ ๋ ์ฐ์ฐํ์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ ์๊ตญ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ(UK Biobank) ๋๊ท๋ชจ ์ฝํธํธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋ด๋ถ์ ๋ค์ธ์์ฑ ์คํํธ๋ผ ๊ณต๋ถ์ฐ ํ๋ ฌ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณต๊ฐ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ์ธ๊ตฌ์ง๋จ ๊ตฌ์กฐํ ๋ณ์ ๋ฐ ์ ์ ์ ๋ถ๋ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐํ์ง์. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ ์ฐ๊ด์ฑ ๋งคํ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ๋๋ถ๋ถ์ ์ฃผ์ ์งํ ์นดํ ๊ณ ๋ฆฌ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๊ณตํต ์ ์ ์ ๋ณ์ธ(Genetic etiologies)์ด ๊ด๋ฒ์ํ๊ณ ๋ง์ฐํ๊ฒ ๊ณต์ (Pervasive sharing)๋์ด ์์์ ํต๊ณํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ผ๋ก ์๋ฒฝํ ์ค์ฆํด๋๋ต๋๋ค. ๋ค๋ฉด๋ฐํ ๊ณต๋ถ์ฐ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์๋ฆฝ๋ PHBC ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ฐ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์ฑ ๊ฐ๋ณ ์ฆ์ ์ง๋จ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฆฌ์คํฌ ์ ์ด ํ๊ณ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ทน๋ณตํ๋ ๋ค๋ฉด๋ฐํ ๊ธฐ๋ฐ ํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification) ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ์ด์. PHBC ๋ฐ์ดํฐ์ธ์ ์ ํจ ๊ฐ์ค์น ํ์์ ๋ค์ธ์์ฑ ์ํ ์ ์(PRS)์ ๊ต์ฐจ ํ์ฑํ ์๋ ์์๋ฅผ ์ ๋ฐ ๋ชจ๋ธ๋งํ๊ณ , ์ํธ ์ฐ๊ด๋ ํ๋ฅ ๋์ฌ ๊ฒฝ๋ก ๊ฐ์ ๋คํธ์ํฌ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ ์ฐ ์กฐ์จํ์ฌ, ์ ์ ์ ๊ณต์ ์ฑ์ผ๋ก ๋น๋ฐํ๋ ๋๋ฐ ์งํ(Comorbidity) ์ด๋ฐ ๊ฐ์๋ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌ ์ฐจ๋จํ์ง์. ์ด๋ฅผ ํตํด ํ์์ ๋จ์ผ ๊ฒ๋ ํ๋กํ์ผ ์ ๋ ฅ๊ฐ๋ง์ผ๋ก๋ ์ฐ์ ๋ฐ๋ณ ๊ฐ๋ฅํ ๋ค๋ฐ์ฑ ์งํ๊ตฐ์ ์ดํ ์๊ณ๊ฐ ๊ณก์ ์ ๋์ ์ญ์ฐํ๋ ์ํ ์์ง์ ํ๋ณดํ์ผ๋ฉฐ, ๋ณต์กํ ๋ง์ฑ ์งํ ์ ๊ธฐ์ฒด ๊ฐ๊ณ๊ฐ ๋ณ์น์ ์ ์ ์ ์คํธ๋ ์ค ์์์๋ ์ ์ ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ๋ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ค์ค์งํ ์ํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ๋์งํธ ์ค๋ฏน์ค ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์ํํธ ๋ณธ ์ ํ ์ฝํ ๋ฐ ๊ณ์ฐ ์์คํ ํต๊ณํ ํตํฉ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๋ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ฝ ๋ฐ๊ตด ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ธ ๋จ์ผ ํ์ ๋งค์นญ ์ฒด๊ณ์์ '๊ฐ์ธ์ ๊ณ ์ ๋ค๋ฉด๋ฐํ ๋๋์ค์ผ์ดํ ์ ์ฒด๋ฅผ ์ ์ฐ ์กฐ์จํ์ฌ ๋ค๋ฐ์ฑ ์งํ ๊ฐ์์ฑ ํ ์๋ฅผ ์์ฒ ์ฐจ๋จํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ค์ค์งํ ์ํ(Programmable Multi-disease Medicine) ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ด์. ํฅํ ํ๊ตญ๊ฐ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ ์ฝํธํธ ํ์ฅ ๋ฐ ํฌ๊ท ์งํ ์ ์ ์ฒด ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ธ๊ตฌ ํต๊ณํ์ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ ์ ์จ ์ถ์ ์น ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ตฌ์ถํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์์. ํ๋ฆฝ๋ PHBC ๊ณต์ ์ ์ ์จ ํํ ์์๋ ํฅํ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์ฐจ์ธ๋ '1์ฝ๋ฌผ ๋ค์งํ(One-drug-multiple-diseases)' ํ์ ์น๋ฃ์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ๊ท๊ฒฉ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ถฉ์กฑํ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ด ๋๋ฉฐ, ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ด๋ต๋๋ค
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ํต๊ณ ์ ์ ํ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ํ์ ๋ชจ๋ธ๋ง ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ง์ฑ์งํ ์ ์ฝ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋๋ฐ ๋ง์ฑ ์งํ ๊ฐ๊ณ์ ์ ์ ์ ๊ณต์ ์ฑ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ ์ ์ ์ ๋์ฌ ๋ง๋น ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ๋ณตํฉ ํฉ๋ณ์ฆ ์ ํ ๋ฐ ์ํ ์ง๋จ ์ ๊ตฌ๊ธฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ฒด ํญ์์ฑ ๋ณดํธ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์๊ตญ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ ์ค์ผ์ผ์ ๋ํ ์ ์ ์ฒด ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ์ข ๋ณยท์งํ ์นดํ ๊ณ ๋ฆฌ๋ณ ์ ์ฌ ์ด์ง์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ์ตํฉ ์ ํ์ ํ์ ์ธํฌ ๋ด ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋ค์ค ํ์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๋ฐ ์ ๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ ์กฐ์ง์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ๋ค๋ฉด๋ฐํ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
- Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ
๊ณต๊ฐ-๋์ญํ ์ ์ฌ์ฒด ์ปดํจํ ํ๋ซํผ: CytoSignal ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ธฐ๋ฐ ๋ฆฌ๊ฐ๋-์์ฉ์ฒด ์ํธ์์ฉ ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๋ฐ RNA ์๋(RNA Velocity) ํตํฉ ์ธํฌ๊ฐ ๋์ ์ ํธ๋ง ์ค์ฆ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ ์ ๊ณต๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ฐ์์ฑ ํ๋ฝ๊ณผ ์๊ณต๊ฐ ์ ํธ ์ ํ ์๋๋ก ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ณ ํ์ ์ข ์์๋ฌผํ, ๋ฉด์ญํ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ R&D ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋, ๊ณต๊ฐ ์ ์ฌ์ฒดํ(Spatial Transcriptomics) ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํตํด ์์ฒ ๊ฐ์ ์ธํฌ ์์น๋ฅผ ์ค์บํจ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์ค์ ๋ถ์ ์ค์ผ์ผ์ ๋ฆฌ๊ฐ๋-์์ฉ์ฒด(Ligand-Receptor) ์ํธ์์ฉ์ด ์ด๋ ๊ตญ์ ๊ตฌ์ญ์์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๊ต์ฐฉ๋๋ฉฐ ํ๋ฅ ์ ์ฌ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ ๋ํ๋์ง ์๊ณต๊ฐ ํด์๋๋ก ์ ๋ฐ ๊ตฌํํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ์ ์ด์์. ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฐ ๊ทผ์ ์ฑ(Proximity) ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์กฐ์ง ๋จ๋ฉด ๋ด๋ถ์์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๋ณํํ๋ ์ ํธ ์ ๋ฌ์ ์๊ฐ์ ํ๋ญ์ค์ ๊ฒฐํฉ ๊ฐ๋ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ์ก์๋ด์ง ๋ชปํ๊ณ ์ ์ ์ธ ์ํธ์์ฉ ๋คํธ์ํฌ ๊ตฌ์กฐ์๋ง ์์กดํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์์ง์. ์ธ์ ์ธํฌ ๊ฐ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋ฆฌ๊ฐ๋ ํ์ฐ ๊ณ์์ ์ ์ฌ์ฒด ํด์ค๋ฒ ์๋๋ก ์ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ฉด์ ๋ฐ์ํ ๋์ ์ ํธ๋ง ์คํ ๋ณ๋ชฉ์, ์ง๋ณ ์ ๊ธฐ์ฒด์ ๊ณต๊ฐ์ ์ ๊ตฌ๊ธฐ ํ์๋ฅผ ์ ๋ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๊ณ ๋ง์ถคํ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋์ ๊ตฌ์ถํ๋ ๋ฐ ์ค๋ ์ฅ๋ฒฝ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด์๋ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: CytoSignal ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ธํฌ ํด์๋ ์ํธ์์ฉ ํ ์ ์ง๋ ์ค์ฆ ์ง๋ 6์ 10์ผ Nature Genetics์ ์ ๊ฒฉ ๊ฒ์ฌ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด ์ ์ ํ์ ๋จ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์์ฒ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ๊ณต๊ฐ ์ขํ๋ณ ๋ฆฌ๊ฐ๋-์์ฉ์ฒด ์ํธ์์ฉ ์ ์๋ฅผ ๋ ๋ฆฝ ์ ๋ํํ๊ณ , ๋ฏธ๋ถ ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ RNA ์๋(RNA Velocity) ๋ฒกํฐ ๋ชจ๋ธ์ ์ ๋ฉด ๊ฒฐํฉํ ์ฐจ์ธ๋ ๊ณต๊ฐ ์ ์ฌ์ฒด ๊ณ์ฐ ์ํคํ ์ฒ CytoSignal ํ๋ซํผ์ ๊ฐ๋ํ์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋จ์ผ ์ธํฌ ํด์๋ ํ์์ ๋ฏธ์ฑ์(Unspliced) mRNA์ ์ฑ์(Spliced) mRNA ๊ฐ์ ์๋๋ก ์ ์ํ ๋ฐฉ์ ์์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณต๊ฐ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ์กฐ์ง ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋ณ์ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐํ์ง์. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ธฐ์ฑ ์ ์ ๊ณต๊ฐ ๋งคํ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ํน์ ์กฐ์ง ๊ตฌ์ญ ๋ด๋ถ์์ ์ธํฌ ๊ฐ ๋ถ์ ์ ํธ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ์์นยท๊ฐ์ํ๋ ๋์ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์๊ฐ ์ง๋๋ก ๊ตฌํํด ๋์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ด๋ถ์ ์ ๋ณตํด ์๋ ์จ๊ฒจ์ง ์๊ฐ ๋์ญํ์ ๋ฒกํฐ ์ด๋ ์ด๋ฅผ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ผ๋ก ์๋ฒฝํ ์ค์ฆํด๋๋ต๋๋ค. ๊ณต๊ฐ์ ์ ํธ ์ ํ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์๋ฆฝ๋ CytoSignal ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ฐ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์ฑ ๊ฑฐ์์ ๋ฉด์ญ ์กฐ์ง ํํ ์ผ์์ ์ค์บ ํด์๋ ํ๊ณ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ทน๋ณตํ๋ ์กฐ์งํ์ ์ธํฌ ๊ฐ ๋ํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification) ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ์ด์. CytoSignal ๋ฐ์ดํฐ์ธ์ ์ ํจ ๊ฐ์ค์น ํ์์ ๋ฆฌ๊ฐ๋-์์ฉ์ฒด ๋ณตํฉ์ฒด์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ ์ฐ ์กฐ์จํ๊ณ , ์ํธ ์ฐ๋๋ ํ๋ฅ ํ์ ์ ์ ์์ ์ ์ฌ ๊ฐ์ ์๋ ์์๋ฅผ ์ ํด๋จํ(Up-clamping)ํ์ฌ, ์ ์ ์ ๋ณํ์ผ๋ก ์ด๋ฐ๋๋ ์กฐ์ง ํ์ฐ ์ ๋์ฑ ๋ง์ฑ ์ ํธ ๋ง๋น ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌ ์ฐจ๋จํ์ง์. ์ด๋ฅผ ํตํด ์กฐ์ง ๋จ๋ฉด์ 2์ฐจ์ ํฝ์ ์ ๋ ฅ๊ฐ๋ง์ผ๋ก๋ ํน์ ์ญ๋ ํ์์ ์ธํฌ ๊ฐ๊ณ๊ฐ ์ฃผ๋ณ ๊ธฐ์ง ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ์ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ์ค์๊ฐ ์ ํธ ์ ์ด ์๊ณ๊ฐ ๊ณก์ ์ ์ญ์ฐํ๋ ์ํ ์์ง์ ํ๋ณดํ์ผ๋ฉฐ, ๋ณต์กํ ์ข ์ ์ ๊ธฐ์ฒด ๊ฐ๊ณ๊ฐ ๋ณ์น์ ํ๊ฒฝ ์คํธ๋ ์ค ์์์๋ ์ ํจ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ๋ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณต๊ฐ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ๋์งํธ ์ค๋ฏน์ค ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์ํํธ ๋ณธ ์ ํ ์ฝํ ๋ฐ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํตํฉ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๋ ์ ์ฝ ํ์ ๋ฐ๊ตด ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ธ ๋ถ์ ๊ตฌ์กฐ ์ค์บ ์ฒด๊ณ์์ '๊ฐ์ธ์ ๊ณ ์ ์กฐ์ง ๋๋์ค์ผ์ดํ ์ ์ฒด๋ฅผ ์ ์ฐ ์กฐ์จํ์ฌ ์๊ณต๊ฐ์ ์ ์ ์ ๊ฐ์์ฑ ํ ์๋ฅผ ์ฌ์ํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณต๊ฐ ์๋ฌผํ(Spatial Biology) ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ด์. ํฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ํํฐ์ด ๋ฐ์ด์คํ ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ธฐ์ ์ ํ๋ฆฌ๋ฏธ์ R&D ๋ผ์ธ์์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ๊ณต๊ฐ ์ค๋ฏน์ค ํ๋กํ ์ฝ๊ณผ ํ๊น ํ๋ณด ๋ฌผ์ง ๋ฐ๊ตด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์์ ์ ํจ์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ตฌ์ถํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์์. ํ๋ฆฝ๋ ๊ณต๊ฐ ๊ตฌ์กฐ-๋์ ์ ํธ ๋ฐ์์ฑ ํํ ์์๋ ํฅํ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๊ธฐ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํ๋ซํผ์ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ๊ท๊ฒฉ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ถฉ์กฑํ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ด ๋๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์ธ๊ฐ ์ฅ๊ธฐ ์นฉ(Organ-on-a-chip) ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ด๋ต๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ณต๊ฐ-๋์ญํ ์ ์ฌ์ฒดํ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์๋ฌผํ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํฌ๊ทยท๋์น์ฑ ๊ณ ํ์ ์ ์ฝ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์์ธํฌ์ ์ฃผ๋ณ ๊ธฐ์ง ๊ฐ์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ํผ ๋ฐ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ณ์น์ฑ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ ๋ฉด์ญ ์ต์ ์ฑ ๋ง๋น ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ข ์ ์นจ์ค ๊ธ์ฆ ๋ฐ ๊ตญ์ ์ ์ด ์ ๊ตฌ๊ธฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ค์ง ์กฐ์ง ๋ณดํธ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋๊ท๋ชจ ๋ํ ์ ์ ์ฒด ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ์ข ๋ณยท์กฐ์ง ์ํคํ ์ฒ๋ณ ์ ์ฌ ์ด์ง์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ์น๋ฃ ์ ํ์ ํ์ ๊ตฌ์ญ ๋ด ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๊ณต๊ฐ ํ์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ ์กฐ์ง์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ฐ ์ธํฌ ์ํ๋ณ mRNA ์คํ๋ผ์ด์ฑ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
ACS nano๐ค AI ์์ฝ๋ฅ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ RNA ์๋ฆฌ ๋์์ธ ์ํคํ ์ฒ: ๋ค์ฐจ์ ์ค๊ณ ํ ์ ์ต์ ํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ฐ๋ ๊ตฌ์กฐ ์์ธก ๋ฐ CRISPR ํ์ฑ๋ยท์ ๋ฌ ํจ์จ ๋๊ธฐํ ํ๋ซํผ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ณ ์ฐจ์ ์ํ์ค ๋๋์ค์ผ์ดํ์ ํต์ฐ R&D์ ์คํ์ ํ์ ๋ณ๋ชฉ ์ธ๊ฐ ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ์ ๋ฐ ํ๊นํ ํ๊ณ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ ์นด์ด๋คํฑ์ค๋ฅผ ์์จ ์ ์ดํ๋ ์ฐจ์ธ๋ RNA ๊ธฐ๋ฐ ์น๋ฃ์ (RNA-based therapeutics) ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋, ์ฝ๋ ์๋ณ์(Codon identities) ์กฐํฉ, ์์ ์๋์ง ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ 2์ฐจ ๊ตฌ์กฐ(Secondary structure), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ธฐ๋ฅ์ ํน์ ์์ญ ๋์์ธ ๋ณ์๊ฐ ํ์ฑํ๋ ์ ์ ์์ด ๋์์ธ ๊ณต๊ฐ(Design space)์ด ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๊ฑฐ๋ํ๋ค๋ ์ ์ด์์. ๊ธฐ์กด์ ์ ํ๋ ํ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ ๋ก๊ทธ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ํต์ฐ ์คํฉ ์ฌ์ฌ์ ๋น์ ํ์ ์ํธ์์ฉ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํด, ๋จ์ ์๊ฐ๋น ์ ํจ ๋ฒ์ญ ํด์ค๋ฒ ์๋๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ๋ ๋ถ์์ฑ ์นด์ธํธ์ ๋ํด ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ ํ ์ฌ์ํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์์ง์. ์์ด-๊ตฌ์กฐ-ํํํ ๊ฐ์ ๋ค์ฐจ์ ๊ณต๋ถ์ฐ ํ๋ ฌ์ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๊ณ ์ ์ ์ธ ์ด์ญํ ๋ชจ๋ธ์๋ง ์์กดํ๋ฉด์ ๋ฐ์ํ ์ต์ ํ ์คํจ ๋ณ๋ชฉ์, ํ์์ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ๋ด ํญ์์ฑ์ ์ฌ์ํ๊ณ ์ ์ ๋ ์ฑ ์ํ์ ์ ๋กํํ๋ ์ฐจ์ธ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํต์ฐ ์น๋ฃ์ ๋ฐ๊ตด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ค๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด์๋ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์ต์ ์ ๊ฒฝ๋ง ์ํคํ ์ฒ ์ธ์ ๋ฐ 3๋ ํต์ฌ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ ๋์ ์ต์ ํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด ์ ์ฐํ์ ํ์ ํ๊ณ ์ฅ๋ฒฝ์ ์์ฒ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ๊ตฌ์กฐ ์์ธก, CRISPR ํ์ฑ๋, RNA ์ ๋ฌ ํจ์จ(Delivery efficiency)์ด๋ผ๋ ์ธ ๊ฐ์ง ํต์ฌ ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ์ถ์ ๋ฅ๋ฌ๋ ๋ชจ๋ธ(Deep learning models) ๋ด๋ถ์์ ๋ณ๋ ฌ ์ฐ์ฐ ๋ฐ ๋์ ์ต์ ํํ๋ ํตํฉ ์๋ฆฌ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ๋ซํผ์ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋จ์ผ ์ผ๊ธฐ ํด์๋ ํ์์ ์ ์ฌ์ฒด์ ๋ฆฌ๋ณด์ ๊ฐ๋ ์ฑ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณต๊ฐ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ๋๊ท๋ชจ ๊ณ ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋(High-throughput screening) ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ด๋ถ์ ์ํ์ฑ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐํ์ง์. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ธฐ์ฑ ์ปดํจํฐ ์๋ฌผํ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ์ต์ ํธ๋์คํฌ๋จธ ๋ฐ ๊ทธ๋ํ ์ ๊ฒฝ๋ง ๊ธฐ๋ฐ ์ํคํ ์ฒ๊ฐ ๋ณต์กํ RNA ์์ด-๊ตฌ์กฐ ์์ํ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ์ ๋ฐ ํ์ตํด ๋์ผ๋ก์จ, ์ค์ ์์ฒด ๋ด(In vivo) ์คํ์ ๊ฒ์ฆ ๋ผ์ธ์์๋ ํ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๋น์ ํ์ ์ผ๋ก ์ค์ผ์ผ์ (Scale-up)ํ๋ ์ปดํจํฐ ๊ณตํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์๋ฒฝํ ์ค์ฆํด๋๋ต๋๋ค. ๊ณ ์ ์ค๋ฏน์ค ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋๊ธฐํ ๋ฐ ๊ฐ์ญ์ ๋ฒ์ญ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์๋ฆฝ๋ ๋ฅ๋ฌ๋-ํต์ฐ ์ํ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ฐ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์ฑ ์ ํต์ ๊ฒฝํ ๋ฒ์น ๋ชจ๋ธ์ ์์ธก ์ค์ฐจ ์ฅ๋ฒฝ์ ์๋ฒฝํ ๊ทน๋ณตํ๋ ํ์ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ ์์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification) ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ์ด์. AI ๊ฐ์ด๋ ๊ฐ์ด ์นด์ธํธ ์ค๊ณ ๊ท๊ฒฉ์ ํตํด ์ธํฌ ๋ด ์๊ฐ ๋ณด์ฒด ํ์ฑํ ์๋ ์์๋ฅผ ๋ค์ดํด๋จํํ๊ณ ์๋์ ํ์ถ(Endosomal escape) ํ ์ ํจ์จ์ ์ํฅ ์กฐ์จํ์ฌ, ํต์ฐ ๋์ ์ ๋น๋ฐํ๋ ์์์ฑ ์ ์ ๋ ์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ ๋ฐ ์์ด ๋ถ์์ ์ฑ ํ๋กํ์ผ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌ ์ฐจ๋จํ์ง์. ์ด๋ฅผ ํตํด ํ์์ ํ๊น ์ ์ ์ ์ ๋ ฅ๊ฐ๋ง์ผ๋ก๋ ์ต์ ์ ์คํ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ฐ์ฐํ RNA ํ๋ผ์ด๋จธ ๋ฐ ๋ฒกํฐ ๊ตฌ์กฐ์ ๊ฒฐํฉ ํํ ์์๋ฅผ ์ญ์ฐํ๋ ์ข ๋จ๊ฐ(End-to-end) ์์ฑ ์์ง์ ํ๋ณดํ์ผ๋ฉฐ, ๊ณ ์ํ๊ตฐ ๋์น์ฑ ๊ฐ๊ณ๊ฐ ๋ณ์น์ ์ ์ฌ ์คํธ๋ ์ค ์์์๋ ์ ํจ ๋์ฌ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ๋ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ RNA ๊ณตํ ํ์ค ํ๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ๋ฐ ์ ํ ์ฝํ ํตํฉ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๋ ๊ธ๋ก๋ฒ RNA ์น๋ฃ์ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ธ ์์ด ๊ณ ์ ์ฒด๊ณ์์ 'AI๊ฐ ์ ์ฐ ์ฐ์ฐํ ๋ค์ฐจ์ ๊ตฌ์กฐ ํ ์๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ ์ ์ ํ์ง์ ๋ฒ์ญ ์๋๋ก ์ ์์ฒ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํต์ฐ ์์ง๋์ด๋ง ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ด์. ํฅํ ์ต์ ํ์ด๋ฐ์ด์ ์์ฑ ์ํคํ ์ฒ ๋์ ๋ฐ ์๋ํ ๋ก๋ด ๊ณ ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ณต์ ์ฐ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ปดํจํฐ ์์๊ณผ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ดํฐ ์ ํ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ๋ฐํ ์ ํจ์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ตฌ์ถํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์์. ํ๋ฆฝ๋ AI ์ค๊ณ RNA ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ์์๋ ํฅํ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๊ธฐ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํ๋ซํผ ๊ท๊ฒฉ์ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ถฉ์กฑํ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ด ๋๋ฉฐ, ๊ธ๋ก๋ฒ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ด๋ต๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๊ธฐ๋ฐ ํต์ฐ ๋์์ธ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ํํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์ค ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ ์ฝ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ํ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ฒฐํ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ ์ ์ ์ ๋์ฌ ๋ง๋น ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ ์ ๊ฐ๊ณ ํ์ฐ ๋ฐ ๊ธ์ฑ ์ ํ ์ ๊ตฌ๊ธฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ค์ง ์ธํฌ ๋ณดํธ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์ด๊ณ ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ์ข ๋ณยทํฌ๊ท ๋ณ์ด๋ณ ์ ์ฌ ์ด์ง์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ํฉ์ฑ RNA ์์์ ์ธํฌ ๋ด ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ์ ์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ ์กฐ์ง์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์์ฃผ-๋ฏธ์๋ฌผ๊ตฐ์ง ์ ์ฐ ์ ์ ํ ์ํคํ ์ฒ: ๋ฉํ๊ฒ๋(Metagenomics) ๋ฐ ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด์ฐ๊ด๋ถ์(GWAS) ๊ฒฐํฉ ๊ธฐ๋ฐ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ํน์ด์ ์ง ๋ฏธ์๋ฌผ๊ตฐ์ง(Vaginal Microbiome) ๊ตฌ์ฑ ์กฐ์จ loci ์ค์ฆ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ํ๊ฒฝ ๊ฒฐ์ ๋ก ์ ํ๊ณ์ ์ ๋ง ๋ฉด์ญ-๋ฏธ์๋ฌผ ์ํธ์์ฉ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ์ฌ์ฑ ์์๊ธฐ ๊ฑด๊ฐ, ์ ๋ง ๋ฉด์ญํ ๋ฐ ์ฐจ์ธ๋ ๋ง์ถคํ ํ๋ก๋ฐ์ด์คํฑ์ค R&D ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋, ๊ฐ์ธ๋ง๋ค ๊ทน์ฌํ ์ด์ง์ฑ์ ๋ํ๋ด๋ ์ง ๋ฏธ์๋ฌผ๊ตฐ์ง(Vaginal microbiome)์ ๊ตฌ์ฑ ๋ณ๋์ ๋จ์ํ ์ธ์ธ์ฑ ํ๊ฒฝ ์์ธ(์์ด, ์์, ํญ์์ ๋ฑ)์ผ๋ก๋ง ํ์ํ์ฌ ์์ฃผ์ ๋ด์์ ์ ์ ์ ๊ฐ์์ฑ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๊ตฌํํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ์ ์ด์์. ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ 16S rRNA ์ํ์ฑ ๋ฐ ์ ์ ์ธ ๋ฏธ์๋ฌผ ๋ถํฌ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ(Population) ๊ฐ์ ๊ด์ฐฐ๋๋ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ํจํด์ ๋ณธ์ง์ ์ธ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํด, ํน์ ๊ธฐ์์ ํ์ ๊ฐ๊ณ์ ๋ํด ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์์ง์. ์์ฃผ ๊ฒ๋๊ณผ ๋ฏธ์๋ฌผ ๋ฉํ๊ฒ๋ ๊ฐ์ ๋ค์ฐจ์ ๊ณต๋ถ์ฐ ํ ์๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ฉด์ ๋ฐ์ํ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ์กฐ์จ ๋ฉ์ปค๋์ฆ ์คํ ๋ณ๋ชฉ์, ํ์์ ๊ฐ์ญ์ ์ ๋ง ํญ์์ฑ์ ์ฌ์ํ๊ณ ์ ๋ฐ ์๋ฐฉ ์ํ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์๋ฆฝํ๋ ๋ฐ ์ค๋ ์ฅ๋ฒฝ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด์๋ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ฉํ๊ฒ๋-GWAS ํตํฉ ์ธํฐํ์ด์ค ๊ฐ๋ ๋ฐ ์์ฃผ ์ ์ loci ๋ณ์ด ํ ์ ์ค์ฆ ์ง๋ 6์ 11์ผ Nature Genetics์ ์ ๊ฒฉ ๊ฒ์ฌ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด ์ ์ ํ์ ๋จ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์์ฒ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ์์ฒ ๋ช ๊ท๋ชจ์ ๊ณ ํด์๋ ๋ฉํ๊ฒ๋(Metagenomics) ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด์ฐ๊ด๋ถ์(GWAS) ํ๋ ์์ํฌ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ, ์ง ๋ฏธ์๋ฌผ๊ตฐ์ง ๊ตฌ์ฑ์ ์ง์ ์กฐ์จํ๋ ์์ฃผ ์ ์ loci(Host genetic loci) ๋ฐ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ํน์ด์ ๋ณ์ด ํจํด(Population-specific patterns)์ ์ต์ด๋ก ๋์ ํ์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋จ์ผ ๋ดํด๋ ์คํฐ๋ ๋คํ์ฑ(SNP) ํด์๋ ํ์์ ์์ฃผ์ ๋ฉด์ญยท๋์ฌ ์ ์ ์ ๋ฐฐ๋ฆฌ์ธํธ์ ํน์ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ฐ๊ณ(์: Lactobacillus ์ข ๋ฑ)์ ์๋์ ํ๋ถ๋ ๊ฐ ํํ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณต๊ฐ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ์ํ์ฑ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐํ์ง์. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ธฐ์ฑ ํ๊ฒฝ ๊ฒฐ์ ๋ก ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ์์ฃผ์ ํน์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ์ ๋ง ํ๋ฉด์ ๋น๋จ๋ฐฑ์ง ์์ฉ์ฒด ๋ฐ ํญ๊ท ํฉํ์ด๋ ๋ถ๋น ์๋ ์์๋ฅผ ์ํฅ ์กฐ์จ(Up-clamping)ํจ์ผ๋ก์จ ์ธ๊ตฌ ๊ธฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ณ ์ ์ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ํํ์ ํจํด์ ์๊ตฌ ์ง๋ฐฐํ๊ณ ์์์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ผ๋ก ์๋ฒฝํ ์ค์ฆํด๋๋ต๋๋ค. ๋ฏธ์๋ฌผ ์ํ๊ณ ๊ฐ์์ฑ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ๋ง ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์๋ฆฝ๋ ์์ฃผ-๋ฏธ์๋ฌผ๊ตฐ์ง ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ฐ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์ฑ ๊ฑฐ์์ ๋ฌธ์ง ์ค์ฌ ๋ฒ์ฉ ํ๋ก๋ฐ์ด์คํฑ์ค ์ฒ๋ฐฉ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฆฌ์คํฌ ์ ์ด ํ๊ณ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ทน๋ณตํ๋ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ๊ธฐ์๋ณ ํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification) ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ์ด์. ๋ฉํ๊ฒ๋-GWAS ๋ฐ์ดํฐ์ธ์ ์ ํจ ๊ฐ์ค์น ํ์์ ์ ์ต๊ท ์ ์ ๋ง ํก์ฐฉ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ ์ฐ ์กฐ์จํ๊ณ , ์ํธ ์ฐ๋๋ ์ ํด๊ท (Gardnerella ๋ฑ)์ ๋ ์ฑ ์ธ์ ๋ฐํ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ๋ค์ดํด๋จํํ์ฌ, ์ ์ ์ ๋ถ์์ฑ์ผ๋ก ๋น๋ฐํ๋ ๋ฐ๋ณต์ฑ ์ง์ผ ๋ฐ ์กฐ์ฐ ์ํ ์ ๋์ฑ ๋ง์ฑ ์ผ์ฆ ๊ฐ์๋ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌ ์ฐจ๋จํ์ง์. ์ด๋ฅผ ํตํด ํ์์ ๋จ์ผ ๊ฒ๋ ํ๋กํ์ผ ์ ๋ ฅ๊ฐ๋ง์ผ๋ก๋ ๋ง์ถคํ ๋ฏธ์๋ฌผ ์นตํ ์ผ ํฌ์ฌ ํ์์์ ์ํ๊ณ ์์ ํ ์๊ณ๊ฐ ๊ณก์ ์ ๋์ ์ญ์ฐํ๋ ์ํ ์์ง์ ํ๋ณดํ์ผ๋ฉฐ, ๋ณต์กํ ์์๊ธฐ ์ํผ ์ ๊ธฐ์ฒด ๊ฐ๊ณ๊ฐ ๋ณ์น์ ํ๊ฒฝ ์คํธ๋ ์ค ์์์๋ ๋ด์์ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ๋ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ง์ถคํ ์ฌ์ฑ ์ํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ๋์งํธ ์ค๋ฏน์ค ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์ํํธ ๋ณธ ์ ํ ์ฝํ ๋ฐ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํตํฉ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๋ ์ฌ์ฑ ๊ฑด๊ฐ ๊ด๋ฆฌ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ธ ๋ฒ์ฉ ๋ณด์ถฉ์ ํฌ์ฌ ์ฒด๊ณ์์ '๊ฐ์ธ์ ๊ณ ์ ์์ฃผ ๊ฒ๋-๋ฏธ์๋ฌผ ํ ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ์ ์ฐ ์กฐ์จํ์ฌ ํ์ ์ ๋ง ๊ฐ์์ฑ์ ์ฌ์ํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ง์ถคํ ์ฌ์ฑ ์ํ(Programmable Personalized Women's Medicine) ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ด์. ํฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค์ธ์ข ์ฝํธํธ ํ์ฅ ๋ฐ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ๋จ๊ณ์์ ์ง๋จ ํน์ด์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์์ฐฉ ์ ํจ์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ตฌ์ถํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์์. ํ๋ฆฝ๋ ์์ฃผ loci-๋ฏธ์๋ฌผ ์ํธ์์ฉ ํํ ์์๋ ํฅํ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์ฐจ์ธ๋ ์๊ท ์์ฝํ(LBP) ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํ๋ซํผ์ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ๊ท๊ฒฉ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ถฉ์กฑํ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ด ๋๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ด๋ต๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์์ฃผ-๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ์ ์ ํ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ํํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ฌ์ฑ ๋ณด๊ฑด ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์์ ์์ฝํ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ํ์ฐ ๋ฐ ๋ง์ฑ ์ง์ผ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ ์ ๋ง ๋ง๋น ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ํ์ฑ ๊ฐ์ผ ๋ฐ ์์ ๊ธฐ ์กฐ์ฐ ์ ๊ตฌ๊ธฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ค์ง ์กฐ์ง ๋ณดํธ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฉํ๊ฒ๋-GWAS ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ์ข ๋ณยท์ง๋ฆฌ์ ๊ธฐ์๋ณ ์ ์ฌ ์ด์ง์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ์๊ท ์ ํ์ ํ์ ๋ด ํ์ ์ธํฌ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ์์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ฐ ์์ฃผ loci ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ์นจํฌ๋ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝํฉ์ฑ ์ธ๊ฐ ๊ฒ๋์ ์ฌ์กฐ๋ช : AI ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋์ DNA ์กฐ๋ฆฝ ๋ฐ ์ธ๊ณต ์ผ์์ฒด ์ ์ ์ฒด ํฉ์ฑ ํ๋ซํผ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ ์ฐ ์์ด ํด๋ ๋๊ทธ๋ง์ ๋๊ท๋ชจ ์ ์ฅ ๊ฒ๋ ๋๋ ธ๋ณด(De novo) ์กฐ๋ฆฝ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ์ธ๊ฐ ๊ฒ๋ ํ๋ก์ ํธ(HGP)์ ์๊ฒฐ ์ดํ ์ธ๊ฐ ์ ์ ์ฒด ์์ด์ ์ฝ์ด๋ด๋ ์ ์ฐ ํด๋ ๊ธฐ์ ์ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ ํ์ผ๋, ์ผ๊ธฐ์์ด์ ์ฒ์๋ถํฐ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ค๊ณํ์ฌ ์์ฒด ๋ด์ ๊ฐ๋์ํค๋ ๋๋ ธ๋ณด(De novo) ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ํฉ์ฑ ๊ธฐ์ ์ ์ฌ์ ํ ๊ทน์ฌํ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์ง๋ฉดํด ์์์ด์. ๊ธฐ์กด์ ์ฌ๋ฆฌ๊ณ ๋ดํด๋ ์คํ์ด๋ ํฉ์ฑ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ทน์์์ ๋จํธ ์กฐ๊ฐ๋ง์ ๊ฐ๋ณ ์์ฑํ ์ ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์์ญ์ต ์์ ๋ฌํ๋ ์ธ๊ฐ ๊ฒ๋ ์ ์ฒด๋ฅผ ๊ฑฐ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐํ๋ ์ค์ผ์ผ์ ๊ณผ์ ์์ ๋น์ ํ์ ์ธ๋ธ ์ค๋ฅ์ ์์์ฑ ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด ๋ ธ์ด์ฆ๊ฐ ๋์ ๋์ด ์ผ์์ฒด ํ์ฐ์ ์ ๋ํ๋ ์ฌ๊ฐ์ง๋๊ฐ ์์กดํ์ง์. ๊ธด ์์ด ์กฐ๋ฆฝ ์ ๋ฐ์ํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ถ์์ ์ฑ๊ณผ ๋์ ์ ์กฐ ๋จ๊ฐ(COGS) ์ฅ๋ฒฝ์, ๋์น์ฑ ์ ์ ์งํ์ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ์ํ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์๋ฆฝ์ ๋ฐฉํดํ๋ ์ค๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด์๋ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: AI ๋งค๊ฐ ๋ชจ๋์ DNA ํฉ์ฑ ๋ฐ ์ธ๊ณต ์ผ์์ฒด ๊ธฐ์ ์ ํตํ ์ ์ ์ฒด ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ ์ค์ฆ ์ง๋ 6์ 3์ผ Nature์ ์ ๊ฒฉ ๊ฒ์ฌ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด ๊ฑฐ๋ ๊ฒ๋ ํฉ์ฑ ์ฅ๋ฒฝ์ ์์ฒ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ๋ชจ๋์ DNA ํฉ์ฑ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์์ฑํ AI ๊ธฐ๋ฐ ์์ด ์ต์ ํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๊ณผ ์ธ๊ณต ์ผ์์ฒด(Artificial chromosome) ์์ก ๊ธฐ์ ์ ๊ฒฐํฉํ ํตํฉ ์กฐ๋ฆฝ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ธ๊ฐ ๊ฒ๋ ๋ด๋ถ์ ๋ณต์กํ ๋ฐ๋ณต ์์ด๊ณผ ํคํ ๋กํฌ๋ก๋งํด ์์ญ์ ์ํธ์์ฉ ์ฐ๊ฒฐ ํ ์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณต๊ฐ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ์ธ๊ณต ์ผ์์ฒด ๊ฐ์ธํธ ๋ด๋ถ์ ์ ์ ์ฒด ๋ธ๋ก์ ๋จ๊ณ๋ณ๋ก ๋ํน์ํค๋ ์๊ฐ ์กฐ๋ฆฝ ์นด์ด๋คํฑ์ค๋ฅผ ์ต์ ํํ์ง์. CRISPR ๋งค๊ฐ ์ค์๊ฐ ์ ์ฐ ๊ต์ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ ์ํธ ๋ณด์ ์ธํฐํ์ด์ค๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ, ๊ธฐ์กด ๊ณต์ ๋๋น 70% ์ด์ ๋จ์ถ๋ ์ ์กฐ ๋ฆฌ๋ ํ์ ํ์์ 99.9%๋ผ๋ ํ๊ดด์ ์ธ ๋ณต์ ์ ๋ขฐ๋ ์ ์ฐ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ์ฌ์ํ๋ ๋ถ์ํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์๋ฒฝํ ์ค์ฆํด๋๋ต๋๋ค. ๋ง์ถคํ ์ง๋ณ ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ ์น๋ฃ์ฉ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ฐ์น์ฌ์ฌ์ ํ์ฅ ์๋ฆฝ๋ ํฉ์ฑ ์ธ๊ฐ ๊ฒ๋ ํ๋ซํผ์ ๊ฐ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์ฑ ์ ์ธํฌ์ฃผ๋ ๋ง์ฐ์ค ๋ชจ๋ธ์ด ์๊ณ ์๋ ์ ์ ์ ์ด์ง์ฑ(Heterogeneity) ์์์ฑ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌ ์ฐจ๋จํ๋ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ๋ฅผ ์์ํ์ด์. ํน์ ๋์น์ฑ ์ ์ ์งํ์ด๋ ๋ณตํฉ ๋ค์ธ์์ฑ ์ข ์ ๋๋ผ์ด๋ฒ ์์ด์ด ์ ๋ฐ ๊ฐ์ธ๋ ์ง๋ณ ํน์ด์ ์ธํฌ์ฃผ(Disease-specific cell lines)๋ฅผ ์ ์ฐ ๋ผ์ดํ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ ๋ํจ์ผ๋ก์จ, ๋ชฉ์ ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์ฒด๋ด ์ ํจ ํก์ ๋๋์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ์ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ณต๊ฐ์์ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ์ฐจ์ธ๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ์คํํ์ง์. ์ด๋ ๋จ์ํ ์๋ฌผํ์ ๋ชจ๋ฐฉ์ ๋์ด, ์ธ๊ฐ ์ธํฌ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ์ฐ์ฐ ์ ๋ขฐ๋๋ฅผ ์ํฅํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ฝ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์์ถ์ํค๋ ํต์ฌ ๋ฐฑ๋ณธ์ผ๋ก ์๋ํ๋ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ ์ฒด ๋ผ์ดํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฐ์ด์ค ์ธํ๋ผ ๊ตฌ์ถ ๋ณธ ํฉ์ฑ์๋ฌผํ ๋ฐ ์ปดํจํฐ ์ ์ ๊ณตํ ํตํฉ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๋ ์ธ๊ฐ ์ํ ํ์ค์ ๋ฐ๊ฒฌ ๊ธฐ๋ฐ ์ค์บ ์ฒด๊ณ์์ '๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ์ ์ ์ฒด ์ ์ฒด๋ฅผ ์ ์ฐ ์ค๊ณํ์ฌ ์ธํฌ ํญ์์ฑ์ ์ฌ์ํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ฒ๋ ๋ผ์ดํ ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ด์. ํฅํ ์ค๋ฆฌ์ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ํ๋ ์์ํฌ ๊ตฌ์ถ๊ณผ ๋๊ธฐํํ์ฌ ์๊ท๋ชจ ๊ณ ํ์ ํ๊น ๋ง์ถคํ ๊ฒ๋์ ์ ์ ๋๋ ์์ฐํ๋ cGMP ์ํ๊ฐ๋ฐ์์ฐ(CDMO) ํ์ค ๊ท๊ฒฉ์ ํ๋ฆฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์์. ํ๋ฆฝ๋ ํฉ์ฑ ์ผ์์ฒด ์์ ์ฑ ํํ ์์๋ ํฅํ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์ฐจ์ธ๋ ์ธํฌยท์ ์ ์ ์น๋ฃ์ (CGT) ๋ฐ ์ฌ์ ์ํ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์งํ ์ ์น์ธ ํ๋ก๋ฅ ์ ์ ๋กํํ๋ ์ฐ์ฐ ๋ฐฑ๋ณธ์ด ๋๋ฉฐ, ๊ธ๋ก๋ฒ IND ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ด๋๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋๊ท๋ชจ ํฉ์ฑ์๋ฌผํ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์๋ช ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ๋ฐ์ด์ค ์ ์ฝ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ํ์์ ์ฒด๋ด ์ ์ ์ฒด ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๋ชจ์ฌํ ์ธ๊ณต ํฉ์ฑ ๊ฒ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ธ๋๋ฌ๊ฑฐ๋ธ ํ์ ํ์ ์ ๊ตฌ๊ธฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ธํฌ ๋ณดํธ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋ชจ๋์ ์์ด ๊ฐ์ค์น ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ์ข ๋ณยท์ง๋จ๋ณ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ์น๋ฃ์ ์ ์กฐ์ง ๋ด ์ ํจ ๋์ฌ ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ ๊ต์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ๊ฒ์ฆ ์งํ ์ ํผํ ์ธํฌ์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ์ผ์์ง ์ ๊ทผ์ฑ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์ธํฌ ์์ฅ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ IND ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋ณต์กํ์ง ์ ์ -ํ๊ฒฝ ์ํธ์์ฉ, ์ผ์ธ์กฐ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ ์์ํฌ๋ก ํ๋ค: ์ง์ ยท๊ฐ์ ์ ์ ํจ๊ณผ์ GรE ๊ฒฐํฉ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ๋ฐ ๋ค์ธ์์ฑ ์งํ ๋ถ์ ์ญํ ์ํคํ ์ฒ
1. ์ง์ ์ ์ ํจ๊ณผ ๋๊ทธ๋ง์ ๊ฐ์ ์ ์ ํจ๊ณผ ์ ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ์งํ ์ํ ์ฐ์ถ์ ๋ณ๋ชฉ ์ ์ฅ, ๋์ฌ ์งํ, ์ ์ ์งํ ๋ฑ ์ ์ฒ์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ์ธ์์ ๋ ธ์ถ์ฒด๊ฐ ๋ณตํฉ ๊ฒฐํฉํ๋ ๋ค์ธ์์ฑ ๋ณต์ก ์งํ์ ๋ฐ๋ณ ๊ถค์ ์ ๊ท๋ช ํ๋ ค๋ ์๋๋ ์ง์๋์ด ์์ด์. ํ์ง๋ง ๊ธฐ์กด ์ ์ ํ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ํผํ์ ๋ณธ์ธ์ ๊ฒ๋ ๋ฐฐ๋ฆฌ์ธํธ๊ฐ ํ์ง์ ์ง์ ๊ฐํ๋ '์ง์ ์ ์ ํจ๊ณผ(Direct genetic effects)'๋ง์ ๋ ๋ฆฝ ์ ํ ํ๊ท๋ก ์นด์ดํ ํ๋ ๋๊ทธ๋ง์ ๋งค๋ชฐ๋์ด ์์์ง์. ์ด๋ก ์ธํด ๋ถ๋ชจ์ ์ ์ ํ์ด ๊ฐ์ ๋ด ํ๊ฒฝ(Nurture)์ ํ์ฑํ์ฌ ์๋ ์ ํํํ์ ์ฐํ์ ์ธ ํ๊ธ๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ '๊ฐ์ ์ ์ ํจ๊ณผ(Indirect genetic effects, Genetic nurture)' ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ๊ณ๋ ์ ์ ํ ๋ฐฉ์ ์์์ ํ๋ฝ์ํค๋ ์ฌ๊ฐ์ง๋๊ฐ ์์กดํ๋ต๋๋ค. ์ ์ ์-ํ๊ฒฝ ์ํธ์์ฉ($G \times E$)์ ์ด์ฒด์ ์ธ๊ณผ ํ๋ ฌ์ ํ ๋ ์ด์ด๋ก ๋ฌถ์ด๋ด์ง ๋ชปํ ์ ์, ๋ง์ฑ ์งํ ๊ณ ์ํ๊ตฐ์ ์ค์ ๋ฐ๋ณ ์ญ์น(Throughput Threshold)๋ฅผ ์๊ณกํ์ฌ ์ ๋ฐ ์ง๋จ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์๋ฆฝ์ ๋ฐฉํดํ๋ ์ค๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด์์ด์. 2. ๋ถ๋ชจ-์๋ ์ผ์ธ์กฐ(Trio) ํตํฉ ์ํคํ ์ฒ ์๋ฆฝ: ์ง์ ยท๊ฐ์ ๋ฐ GรE ํจ๊ณผ์ ๋์ ์ ์ฐ ์ถ์ ์ต์ ์์คํ ์ ์ ํ ๋ฐ ํต๊ณ์๋ฌผํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด๋ฌํ ๋ถ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ๋ถ๋ชจ์ ์๋ ์ ๊ฒ๋ ํ๋กํ์ ์ผ๋์ผ ๋งค์นญํ ์ผ์ธ์กฐ(Trio) ๋ฐ์ดํฐ ์ธํธ์ ๋ค๋ณ๋ ๊ฐ์ค์น ํ๊ท ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฒฐํฉํ ์ฐจ์ธ๋ ํตํฉ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ด์. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ ์ ์ ์ ๋ฌ ๋ถ๊ท ํ ํ ์คํธ(TDT) ๋ชจ๋ธ์ ์ปดํจํฐ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ(In silico) ๊ฐ์ ๊ณต๊ฐ์์ ์ ์ฒด ํ์ฅํ์ฌ, ์๋ ์๊ฒ ์ ๋ฌ๋ ๋๋ฆฝ์ ์ ์์ ์ ๋ฌ๋์ง ์์ ๋ถ๋ชจ์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋(MAF) ํธ์ฐจ๋ฅผ ํ์์ฝ์ค๋ณ๋ก ์ถ์ ํ์ง์. ์ด๋ฅผ ํตํด ๊ฐ์ค ๊ฒ์ฆ ๋จ๊ณ์์ ํํธํ๋์ด ์ถ์ ๋๋ ์ง์ ํจ๊ณผ, ๊ฐ์ ํจ๊ณผ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํน์ ํ๊ฒฝ์ ์ ํด ์๊ทน ์กฐ์ฐ ์ ์ฆํญ๋๋ ์ ์ ์-ํ๊ฒฝ ์ํธ์์ฉ ์คํํธ๋ผ์ ๋จ์ผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๋ด๋ถ์์ ๋์ ์ ๋ ์ถ์ (Simultaneous estimation)ํ๋ ์ํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํด๋๋ต๋๋ค. 3. ๋ค์ ์ ์ ์ํ ์ค์ฝ์ด(PRS) ๋ณด์ ๋ฐ ํ์ฒ์ ํ๊ฒฝ ์ธต๋ณํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ ํ๋ณด ์๋ฆฝ๋ ์ผ์ธ์กฐ ์ ์ ์ฒด ๊ฒฐํฉ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ฐ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์ฑ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ๊ธฐ๋ฐ GWAS๊ฐ ์๊ณ ์๋ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ธ๊ตฌ ๊ตฌ์กฐํ(Population stratification) ์์์ฑ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌ ์ฐจ๋จํ๋ ๋ ๋ณด์ ์ธ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋์ด์. ์ ์ฒ์ ์ ์ ์นจํฌ๋๊ฐ ๊ฐ์ ํ๊ฒฝ ๊ฐ์ค์น๋ ๋๊ธฐ ์ค์ผ ๋ฌผ์ง ์ด๋งค ์ญํ ๋ฑ ์ธ์์ ๋ ธ์ถ์ฒด ๋๋์ค์ผ์ดํ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์๋ ์ ๋ ์ ๊ฒฝ๊ณ ๋ฐ ๋์ฌ ํ๋ก๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ ๋น์ ํ ๋ฐ๋ณ ๊ณก์ ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification)ํด๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์ง์. ์ด์ ์์์๋ค์ ์ถ์ ๋ ๊ฐ๊ณ ์ ์ ์ ๋ณด ๋ถ์ ๋ณด๊ณ ์๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก, ํ์๊ฐ ์ํ ํ๊ฒฝ์ ์ํ ์ธ์๋ฅผ ์ ์ดํ๋ ๋์์ ๋ชฉ์ ํ๊น ์ ์ ์์ ๊ฐ์ญ์ ๋ฐํ ํ์ค๋ฅผ ์กฐ์จํ๋ ๊ณ ํด์๋ ์๋ฐฉ ์ ๋ต ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ํ๋ณดํ๋ต๋๋ค. 4. ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์ธํ๋ผ ๊ท๊ฒฉํ์ ์ฐจ์ธ๋ ์์ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๋ฐฑ๋ณธ ์๋ฆฝ ๋ณธ ํ๊ฒฝ ์ ์ ํ ๋ฐ ์ธ๊ตฌ ํต๊ณํ ํตํฉ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๋ ๋ฏธ๋ ์ง๋จ ํ์ค์ ์ ์ ๊ฒ๋ ์ค์บ ์ฒด๊ณ์์ '์ ์ ์ ์ฐ์์ฑ๊ณผ ํ์ฒ์ ํ๊ฒฝ ์ธ์ ์ ๋์ ์ฐ์ฐํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ค์ฐจ์ ์์ธก ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ด์. ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ํ๋ฆฌ๋ฏธ์ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๋ฐ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ 3์ ์ค๊ณ ๋จ๊ณ์์ ํผํ์์ ์ ์ -ํ๊ฒฝ ์ํธ์์ฉ ๊ฐ์์ฑ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํ์ฌ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์๋ฒฝํ ์๋ฆฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์์. ํ๋ฆฝ๋ ์ผ์ธ์กฐ ์ฐ์ฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์์น๋ ํฅํ ์ฐจ์ธ๋ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๋ผ์ธ์์ ํผํ์์ ์ค์ ์๋ฌผํ์ ์ ํจ ์ํ ๊ณก์ ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์ฐ์ฐ ๋ฐฑ๋ณธ์ด ๋๋ฉฐ, ๋ง์ถคํ ๋ยท๋์ฌ ์งํ ์๋ฐฉ ์์ง์ ๊ธ๋ก๋ฒ IND ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค์์.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ํต๊ณ์ ์ ํ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ํจ๋ฌ๋ค์ ์ ํ์ ๋์ด ์ค์ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ์น๋ฃํ ๋ฐ ๋ฐ์ด์ค ์์ฝํ ์ฐ์ ๊ณผ ์ ๋ฐ ์ํ ์๋ฃจ์ ๋น์ฆ๋์ค์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ํ์์ ์ ์ฒ์ ๋ณ์ด์ ๋ถ๋ชจ ์ ๋ ๊ฐ์ ํ๊ฒฝ ์ธ์๊ฐ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ํน์ ์งํ์ ์จ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ง๋ฐฐํ๋ ๊ธฐ์ ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ๋ง์ฑ ๋ณต์ก ์งํ ์ ๊ตฌ๊ธฐ์ ์ง๋จ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์ผ์ธ์กฐ ์คํ์์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ ์ ์ ํ๊ฒฝ์ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ์น๋ฃ์ ์ ์กฐ์ง๋ณ ์ ํจ ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ์์ ๊ฒ๋ ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ณ G * E ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ํผํ์ ๊ตฐ๊ฐ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ IND ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Genome medicine๐ค AI ์์ฝAI ์ค๊ณ ์คํCRISPR-1, ๊ณ ์ ๋ฐ ์ ์ ์ฒดยทํ๋ผ์ ํธ์ง ๊ตฌํ: ์ ์ฐ ์ค๊ณ ํต์ฐ์ ๋จํจ์ ๊ธฐ๋ฐ ํํ์ (Off-target) ์ ์ ๋ ์ฑ ์ฐจ๋จ ๋ฐ ์ฐจ์ธ๋ ํ๋ผ์ ํธ์ง ์ํคํ ์ฒ
1. ์์ฐ๊ณ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ํจ์์ ์์ด ์ ์ฝ๊ณผ ๋นํ์ ๋ณ์ด ์ ๋ฐ์ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์ฑ ์ ์ ์ฒด ๊ณตํ์์ ์ค์ถ์ ์ธ ์ญํ ์ ํด์จ ์์ฐ๊ณ ์ ๋ ํฌ๋ฆฌ์คํผ-์นด์ค9(CRISPR-Cas9) ์์คํ ์ ๋ง์ฑ ์ ์ ์งํ ์น๋ฃ๋ฅผ ์ํ ๊ฐ๋ ฅํ ๋๊ตฌ์ด์ง๋ง, ์น๋ช ์ ์ธ ๋ด์์ ํ๊ณ๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์์ต๋๋ค. ํ๋กํ ์คํ์ด์ ์ธ์ ๋ชจํฐํ(PAM) ์์ด์ ์๊ฒฉํ ์ ํ์ผ๋ก ์ธํด ๊ฒ๋ ๋ด ์ ๊ทผ ๊ฐ๋ฅํ ์ข์๊ฐ ์ ํ๋์์ผ๋ฉฐ, ํ์ ์์ด๊ณผ ์ ์ฌํ ๋นํ์ ์์ญ์ ์ค์ ๋จํ๋ ํํ์ (Off-target) ๋์ฐ๋ณ์ด ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ ์ ๋ฐํ๋ ์ฌ๊ฐ์ง๋๊ฐ ์์กดํ์ต๋๋ค. ๊ธฐ์ฑ ๋ถ์์งํํ ๊ธฐ๋ฐ์ ๊ณ ์ ๋ฐ ์นด์ค9 ๋ณ์ด์ฒด๋ค์ ์คํํ๊น์ ์ค์ด๋ ๋์ ์จํ๊น(On-target) ํธ์ง ํจ์จ์ ํ์ฐ์ํค๋ ํธ๋ ์ด๋์คํ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, ๋ณต์กํ ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ์ ํ์ฑ ์ ์ด๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ ํ์ฑํ์ต๋๋ค. 2. ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๋ณด์ ์ค๊ณ ์คํCRISPR-1 ์์ง๋์ด๋ง: ๊ณ ํจ์จยท์ด๊ณ ์ ๋ฐ ์ ์ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ์๋ฆฝ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ฐ๊ณ ํจ์์ ์์ด ์ข ์์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ณ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ(In silico) ๊ณต๊ฐ์์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ํ ์๋ฅผ ์ฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๊ธฐ ์ํด ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๊ธฐ๋ฐ ์์ฑ ๋ชจ๋ธ๋ก ์์ ํ ์๋กญ๊ฒ ๋์์ธ๋ ํต์ฐ์ ๋จํจ์์ธ ์คํCRISPR-1(OpenCRISPR-1) ํ๋ซํผ์ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋๊ท๋ชจ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ธ์ด ๋ชจ๋ธ(PLM)์ ํตํด ์ต์ ์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ํด๋ฉ ์นด์ด๋คํฑ์ค๋ฅผ ์ญ์ฐํ์ผ๋ฉฐ, HEK293T ์ธํฌ ๋ด 28๊ฐ ๋ ๋ฆฝ ์ ์ ์ ์ข์๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ๋ค์ดํฐ๋ธ ์นด์ค9 ์์ค์ ํ๊ดด์ ์ธ ์จํ๊น ํธ์ง ํจ์จ์ ์ฌ์ํ์ต๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋ค์ค ๋๊ฒ๋ ์ํ์ฑ(Digenome-seq)๊ณผ ์ฌ๋ ํ์ ์ํ์ฑ์ ํตํด ๊ฒ๋ ์ ๋ฐ์ ์คํํ๊น ๋ณ์ด ์ ๋ฐ ์คํํธ๋ผ์ ๊ธฐ์กด ๊ณ ์ ๋ฐ ๋ณ์ด์ฒด ๋๋น ์ต๋ 553๋ฐฐ๊น์ง ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ํํฅ ํด๋จํํ๋ ๋ถ์ ์๋ฌผ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํ์ต๋๋ค. 3. ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ๋ก์ ์ํคํ ์ฒ ํ์ฅ ๋ฐ ์ธ๊ฐ 1์ฐจ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ๋ด ๊ณ ์์ ์ฑ ์ด์ ๋์๊ฐ ์ฐ๊ตฌํ์ ์คํCRISPR-1 ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ต์ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ฐ ์นํ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ์ธ ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ(Prime Editor)๋ก ํ์ฅํ์ฌ OpenCRISPR-PE2 ๋ฐ OpenCRISPR-PE7 ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ์ ๋ฉด ๊ตฌ์ถํ์ต๋๋ค. ๊ธฐ์ฑ ์์ง๋์ด๋ง ํ์ค์ธ PE2max ๋ฐ PE7๊ณผ ์ผ๋์ผ ์ ๋ ๋น๊ต ํฌ๋ก์ค์ค๋ฒ ๋ถ์์ ์ํํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ฝ์ ๋ฐ ๊ฒฐ์ค(Indel) ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ๊ฒฉ๋ฆฌํ๋ฉด์๋ ํ๊น ์ผ๊ธฐ ๊ต์ ์ ํ๋ ์ค์ฝ์ด๋ฅผ ์ ์๋ฏธํ๊ฒ ์๋ํ์ต๋๋ค. ์๋ฆฝ๋ ๊ฐ์ธํธ๋ฅผ ์์ ์ ์์ ๋ชจ๋ธ์ธ ์ธ๊ฐ ์ ๋๋ง๋ฅ์ค๊ธฐ์ธํฌ(iPSCs)์ MRC-5 ์ฌ์ ์์ธํฌ ๋ผ์ธ์ ์ด์ํ์ฌ ์ธ๋ ๊ฐ ์ ์ฌ์ฒด ๋ณ๋ ๋ ธ์ด์ฆ๊ฐ ์ ๋กํ๋จ์ ์ฆ๋ช ํ์ผ๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ์์ง๋์ด๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ ์ฌ ์ ์(eVLPs) ์์ก ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ํตํด ๋ฆฌ๋ณดํต์ฐ๋จ๋ฐฑ์ง(RNP) ํํ๋ก์ ์ฒด๋ด ์์ ์์ก ์๋๋ก ์ ์ต์ข ์์ํ์ต๋๋ค. 4. ์์ฑํ AI ๊ตฌ๋ ๋ถ์ ํธ์ง ๋ฐ์ด์ค ๋์งํธ ์ธํ๋ผ ํ์ค ํ๋ฆฝ ๋ณธ ์ ์ฐ ์ ์ ์ฒด ์์ง๋์ด๋ง ๋ฐ ์์ฑํ ๋ฐ์ด์ค ๊ณตํ ํตํฉ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ๋ฐ๊ตด ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ฐ์ฐ์ ๊ธฐ๋ ์์ฐ๊ณ ์คํฌ๋ฆฌ๋์์ '๋ชฉ์ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ ํจ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ฅผ ์ ์ฐ ์ค๊ณํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ํฐํผ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํคํ ์ฒ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ต๋๋ค. ๊ฐ์ด๋ RNA ์ํธ๋กํผ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ฐ์ฐ ๋ชจ๋ธ๋งํจ์ผ๋ก์จ ์ธ์์ ํ๊ฒฝ ์ค์ผ์ด๋ ์ธํฌ์ฃผ ์ด์ง์ฑ์ ๊ตฌ์ ๋ฐ์ง ์๋ ๋ ๋ณด์ ์ธ ๊ณตํ์ ํด์๋ฅผ ์๋ฆฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ํ๋ฆฝ๋ ์คํCRISPR-1์ ์ ์ฒด ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ํ ํด๋ก์ง ์์น๋ ํฅํ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ์ฌ์ ์ํ ํ์ดํ๋ผ์ธ R&D ๋ผ์ธ์์ CMC(ํํยท์ ์กฐยทํ์ง๊ด๋ฆฌ) ์ ํจ ์๊ณ๊ฐ์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๋ ์ฐ์ฐ ๋ฐฑ๋ณธ์ด ๋๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์ค๊ณ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ๊ธ๋ก๋ฒ IND ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ ์ฐ ์๋ฌผํ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ง๋ก ์ ์ธ ๊ธฐ์ ์ถ์ ์ ๋์ด ์ค์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฌ์ ์๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ํ์ ์ฒด๋ด์์ ๋์น์ฑ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด๋ฅผ ๊ต์ ํ ๋ ๋ฐ์ํ๋ ๋นํ์ ๊ฒ๋ ์์ ๋ฐ ์ผ์์ฒด ํ์ฐ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ AI ์ญ์ฐ ์ต์ ํ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ , ์์ท ์ ์ ์ ๊ต์ ์ธํฌ์น๋ฃ์ (CGT)์ ์์ฒด ๋ด ์ฅ๊ธฐ ์ ํจ์ฑ ๋ฐ ์ ์ ๋ ์ฑ ์์ ์ฑ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์คํCRISPR-1 ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ์ ์ ๋ ์ฑ RNP ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ eVLP ๋ฐฐ๋ฌ ๊ฐ์ธํธ์ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฒกํฐ ์ ๋ฌ ์ ์ด๋ฐ๋๋ ๋ฉด์ญ์์ฑ ๋ถ์์ฉ ์ฅ๋ฒฝ์ ์๋ฒฝํ ํํํ๊ณ ๋ชฉ์ ์กฐ์ง์ผ๋ก์ ์ธํฌ ๋ด ์ธํฐ๋๋ผ์ด์ ์ด์ ์๋๋ก ์ ์ต์ ํํฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์ฐจ์ธ๋ ํฌ๊ท ์งํ ํ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ์์ ๊ฒ๋ ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ณ ์คํํ๊น ๋ณ์ด ๊ฐ์์ฑ์ ์ ์ฐ ์ฌ๊ณผํจ์ผ๋ก์จ ๋๋ ์์ฐ ๋ฐฐ์น(Batch)์ ์ ์ ๋ ์ฑ ์ค์ฝ์ด ํ๋ฝ๋ฅ ์ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ๋ฐ ๊ธด๊ธ์ฌ์ฉ์น์ธ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
International journal of molecular sciences๐ค AI ์์ฝํญ์ ์ ์ ๋ฐ ์ ์ ์ ๋์ญํ์ ์ต์ ํ: ๋น๋ณํ(Unmodified) 4๊ฐ mRNA-LNP ํ๋ซํผ์ด ๊ท๋ช ํ ๊ธฐ์ฑ ๋ฌ๊ฑ ์ ๋ ๋ถํ์ฑํ ๋ฐฑ์ ๋๋น ๊ฐ๋ ฅํ ์ ์ฒยท์ ์ ๋ฉด์ญ ์ ๋ ๊ธฐ์
1. ๊ณ์ ์ฑ ์ธํ๋ฃจ์์ ๋ฐฑ์ ์ ๋ฌ๊ฑ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์กฐ ๋ณ๋ชฉ๊ณผ ํ์ฒ์ ํญ์ ๋ณ์ฑ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋ ๋งค๋ ์ ์ธ๊ณ์ ์ธ ์ง๋ณ ๋ถ๋ด์ ์ผ๊ธฐํ๋ ๊ณ์ ์ฑ ๋ ๊ฐ(Influenza)์ ๋ฐฉ์ด๋ฅผ ์ํด ๊ธฐ์ฑ ๋ถํ์ฑํ ๋ฐฑ์ (Inactivated Influenza Vaccine, IIV) ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ด ๊ฐ๋๋์ด ์์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ์ฌ ํ๊ฐ๋ ์ฃผ๋ฅ ๋ฐฑ์ ๋ค์ ๊ทน๋๋ก ๋๋ฆฐ ์ ์ ๋ ๊ธฐ๋ฐ ์์ฐ ์ฒด๊ณ(Egg-based production)์ ์์กดํ๊ณ ์์ด, ๋์ ํ ์กฐ์ง ์ ํญ์ ๊ณต๊ธ์ ๋ฆฌ๋ ํ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ํ์ฑํฉ๋๋ค. ๋์ฑ์ด ๋ฌ๊ฑ ๋ด๋ถ์์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ฅผ ๋ฐฐ์ํ๋ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ํ์ฒ์ ์ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด(Egg-adaptation mutations)๋ ์ค์ ์ ํ ๊ท ์ฃผ์ ๋ฐฑ์ ํญ์ ๊ฐ์ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฏธ์ค๋งค์น๋ฅผ ์ ๋ฐํด ์ฒด์ก์ฑ ๋ฉด์ญ์ ์ ํจ ์คํ ์ญ์น๋ฅผ ํ์ฐ์์ผฐ์ต๋๋ค. ๋ณ์ด ๋ ๊ฐ ๊ท ์ฃผ์ ์ฆ๊ฐ ๋์ํ ์ ์๋ ๊ณ ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํ๋ซํผ์ ๋ถ์ฌ๋ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ณด๊ฑด ๋ณด์์ ๋ง์ฑ์ ์ธ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์์ต๋๋ค. 2. ๋น๋ณํ 4๊ฐ mRNA-LNP ์ํคํ ์ฒ: HA ์ ์ ์ ์ธ์ฝ๋ฉ ๋ฐ ๊ณ ์ ์ ์ฒ ๋ฉด์ญ(Innate Immunity) ๊ฐ์ํ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์์ฐ ์ง์ฐ๊ณผ ํญ์์ฑ ๋ณ์ฑ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ธฐ ์ํด ์ธํ๋ฃจ์์ Aํ 2์ข (H1N1, H3N2) ๋ฐ Bํ 2์ข (Phuket, Colorado)์ ํค๋ง๊ธ๋ฃจํฐ๋(Hemagglutinin, HA) ์ ์ ์๋ฅผ ์ธ์ฝ๋ฉํ '๋น๋ณํ(Unmodified) mRNA-LNP ๋ฐฑ์ ํ๋ซํผ'์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ๊ธฐ์ฑ ์์ฉ ๋ฐฑ์ (๋ฐ์จ๊ทธ๋ฆฌํ, ํ๋ฃจ์๋)๊ณผ์ ํค๋ํฌํค๋(Head-to-head) ๋น์ธ๊ฐ ์์ฅ๋ฅ(NHP) ๋ฒค์น๋งํฌ๋ฅผ ์ํํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ดํด๋ ์ค์ฌ์ด๋ ๋ณํ์ ๊ฑฐ์น์ง ์์ ๋ค์ดํฐ๋ธ mRNA ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ค๊ณํจ์ผ๋ก์จ, ์ธํฌ ๋ด ํจํด ์ธ์ ์์ฉ์ฒด(TLR7/8)๋ฅผ ๊ฐ๋ ฅํ ์๊ทนํ๋ ๋ฉด์ญ ๋ณด์กฐ์ (Adjuvant) ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋์์ ์ ๋ํ์ต๋๋ค. ์ง์ง ๋๋ ธ์ ์(LNP)์ ์บก์ํ๋ ํ์ด๋ก๋๋ ํฌ์ฌ ์ฆ์ ์ค๊ฐ ๋จํต๊ตฌ(Intermediate monocytes)์ ์ ์ฐ์ ํ์ฅ์ ์ ๋ํ๊ณ , ํญ๋ฐ์ด๋ฌ์ค, ํญ์ ์ ์(Antigen presentation), ์ธํฌ ์ด๋ ํจ์ค์จ์ด ์ ์ฌ์ฒด๋ค์ ๊ณ ์ ์ ๋ ๊ทค๋ ์ด์ ํ์ฌ ๋ ๋ณด์ ์ธ ์ด๊ธฐ ์ ์ฒ ๋ฉด์ญ ์์คํ ์ ํ์ฑํํ์ต๋๋ค. 3. ๋๋ ๋ ๋ฆผํ์ (Draining Lymph Nodes) ๋ด ๊ธฐ์ต BยทT ์ธํฌ ํ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ฆํญ ๋ฐ ์นํ๋ ์ฑ์ ์ฒด์ก์ฑ ๋ฐ ์ธํฌ์ฑ ์ ์ ๋ฉด์ญ ๋ ์ด์ด๋ฅผ ์ญํ์ ์ผ๋ก ์ถ์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ, mRNA ๋ฐฑ์ ์ 4๊ฐ ๋ ๊ฐ ๊ท ์ฃผ ์ ๋ฐ์ ๋ํด ๊ธฐ์ฑ ๋ถํ์ฑํ ๋ฐฑ์ ๊ณผ ๋๋ฑํ๊ฑฐ๋ ์ด๋ฅผ ์ํํ๋ ๊ณ ํ์ดํฐ์ HA ํน์ด์ ํ์ฒญ ํญ์ฒด(HA-specific antibodies) ๋ฐ์์ ์ด๋์ด๋์ต๋๋ค. ํนํ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ ๊ตฌ์กฐ์ ํด์๋ ํญ์์ ์ง์์ฑ ์ ์ ๊ธฐ์ ์ ํตํด ๋ฐฐ์ถ ๋ฆผํ์ (Draining lymph nodes) ๋ด๋ถ์์ HA ํน์ด์ ๊ธฐ์ต B ์ธํฌ(Memory B cells)์ ๊ธฐ์ต T ์ธํฌ(Memory T cells)์ ๋ถํ ๋น๋๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํฅ์์ผฐ๋ค๋ ์ ์ ๋๋ค. ์ด๋ ๋จ์ํ ํ์ค ํญ์ฒด ๋๋๋ง์ ์ ์งํ๋ ๊ธฐ์ฑ ๋ฐฑ์ ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋์ด, ๋ฉด์ญ๊ณ์ ์ค์ฌ๋ถ์ธ ๋ฆผํ์ ๋ฐฐ์ค์ค์ฌ(Germinal center) ๋ฐ์์ ์๊ทนํจ์ผ๋ก์จ ํฅํ ๋ณ์ด์ฃผ ์กฐ์ฐ ์ ํญ์ฒด ๋ค์์ฑ(Antibody diversity)๊ณผ ๊ฒฐํฉ ์นํ๋ ์ฑ์(Affinity maturation)์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ์ ๋ํ ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๋ฉด์ญํ์ ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ค์ฆํ ๊ฒ์ ๋๋ค. 4. ์ฐจ์ธ๋ ๋ฒ์ฉ ๋ ๊ฐ ๋ฐฑ์ ํ์ค ๊ท๊ฒฉ ํ๋ฆฝ ๋ฐ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋๋ ์์ฐ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์๋ฆฝ ๋ณธ ๊ตฌ์กฐ ๋ฉด์ญํ ๋ฐ ํต์ฐ ์์ก ์ํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ๊ธ๋ก๋ฒ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฐ์ด์ค ์ ์ฝ R&D ์ฐ์ ๊ณผ ๋ฐฉ์ญ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๋น์ฆ๋์ค์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๋ ๋งค์ฐ ๋ ๋ณด์ ์ ๋๋ค. ๋ ๊ฐ ๋ฐฑ์ ์ ์์ฐ ํ์ค์ ์๊ฐ์์ด ์์๋๋ ์๋ฌผํ์ ๋ฌ๊ฑ ๋ฐฐ์์์ '๋ณ์ด ์์ด ๋ฐ์ดํฐ ์ ๋ ฅ ์ฆ์ ์์ผ ๋ด์ 4๊ฐ ํญ์์ ๊ฐ์ ํฉ์ฑยท์ ์กฐํ๋ ๋์งํธ ํ๋ฌ๊ทธ ์ค ํ๋ ์ด(Plug-and-Play) ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์๋ฆฝ๋ ๋ฆผํ์ ๊ธฐ์ต ์ธํฌ ํ์ฑํ ๊ฐ์ค์น ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ ํฅํ ์ธ๊ฐ ์์์ํ ๊ฐ๋ ์ ์์์ฑ ๋ฉด์ญ ๋ถ์ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ํํฐ๋งํ๋ ์ ์ฐ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ ํ์ค์ด ๋ฉ๋๋ค. ์ด๋ ๊ณ์ ์ฑ ๋ ๊ฐ ๋ฐฑ์ ์ ๊ท ์ฃผ ๋ฏธ์ค๋งค์น์จ์ ์ ๋กํํ๊ณ , ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ์ฐจ์ธ๋ ํต์ฐ ๊ธฐ๋ฐ ๋ฒ์ฉ ํญ์ IND ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ธํ๋ฃจ์์ ๋ฉด์ญํ์ ๊ฑฐ๋ํ ๋์ ์ธ '๋ฌ๊ฑ ๋ฐฐ์ ์ ์ ๋๋๋ ํญ์์ฑ ๋๋ฆฌํํธ ํ์๊ณผ ๊ธฐ์ฑ ๋ฐฑ์ ์ ๋ถ์์ ํ ๊ธฐ์ต T/B ์ธํฌ ๋ถํ ํจ์จ ์ฅ๋ฒฝ'์ ์์ฅ๋ฅ ์ ์์ ์ค๋ฏน์ค ํ๋กํ์ผ๋ง์ ํตํด ์ํ์ ์ผ๋ก ์ ๋ ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ ์๋ช ์ ์ฝ๋ R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. 4์ข ํญ์ ๊ฐ์ธํธ ํฌ์ฌ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋จํต๊ตฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐํ๋ ์ฆํญ ๋ฐฐ์(Fold Change)์ ๋ฆผํ์ ๋ด ๊ธฐ์ต ์ธํญ ์ง์์ฑ ์๋๋ก ์์๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฒ์ฉ ํต์ฐ ๋ฐฑ์ ์ํผํ ํ ํฉ์ฑ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์ค ๋ํ์ค ๋ฐฑ์ ๊ณต๊ธ๋ง ์ต์ ํ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๋ถ์ ์ค๊ณ ํด์๋๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Bioinformatics (Oxford, England)๐ค AI ์์ฝ๋๋ง์ธ(DepMine), ์ ์ ์ ์ ์์กด์ฑ ๋ถ์์ ํตํ ๋ง์ถค ์น๋ฃ ๊ฐ์ํ: ํ์ด์ฌ ๊ธฐ๋ฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ํดํท์ด ๊ท๋ช ํ ๋ณตํฉ ์ ํ๋กํ ๋ด ํฉ์ฑ ์น์ฌ(Synthetic Lethality) ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ๋ ์์ํฌ
1. ๋๊ท๋ชจ ๊ธฐ๋ฅ ์์ค ์คํฌ๋ฆฐ ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ณ ์ฐจ์ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ณผํ ์ง์ ์ฅ๋ฒฝ CRISPR ๋ฐ siRNA๋ฅผ ํ์ฉํ ๋๊ท๋ชจ ๊ธฐ๋ฅ ์์ค ์คํฌ๋ฆฐ(Loss-of-function screens)์ ํน์ ์์ธํฌ ๊ณํต์ ์์กด์ ๊ฒฐ์ ์ง๋ ํต์ฌ ํ์ ์ ์ ์์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ๋ ์ ๊ฒฝ๋ง ์ํ์ ํต์ฌ ๋๊ตฌ์ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด ๊ณผ์ ์์ ๋์ถ๋๋ ์ข ์ ์ธํฌ์ฃผ๋ณ ์ ์ ์ ์์กด์ฑ ๋ฐ์ดํฐ(DepMap ๋ฑ)์ ์ ์ ์ฒด ๋ฉํ๋ฐ์ดํฐ๋ ํ ๋ผ๋ฐ์ดํธ ์ค์ผ์ผ์ ๋น์ ํ ํ๋ ฌ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ด, ๋จ์ผ ์ ํ ๋ชจ๋ธ๋ก ํด๋ ํ๊ธฐ๊ฐ ๋ถ๊ฐ๋ฅ์ ๊ฐ๊น์ ์ต๋๋ค. ์ถ์ ๋ ์ ์ ํ ํํํ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ์ฐํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๊ณ ์ฐจ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ณผํ ์ง์๊ณผ ๋ณต์กํ ์ปดํจํฐ ์ฝ๋ฉ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ด ๊ฐ์ ๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ผ๋ฐ ์ข ์ ์๋ฌผํ์๋ ์์ ์์ฌ๋ค์ด ์ ํจ ๊ฐ์ค์ ์ค์๊ฐ ๊ฒ์ฆํ์ง ๋ชปํ๊ณ ๋ฆฌ๋ ํ์์ด ์ ์ฒด๋๋ ๊ณ ์ง์ ์ธ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด ์กด์ฌํ์ต๋๋ค. 2. DepMine ์ํคํ ์ฒ ์๋ฆฝ: ๋ณตํฉ ์ ํ๋กํ ํตํฉ ๋ฐ ํฉ์ฑ ์น์ฌ(Synthetic Lethality) ์๋ํ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ฐ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ฌด๋ ฅํํ๊ณ ์ข ์ ์ด์ง์ฑ ๋ด์ ์จ๊ฒจ์ง ์ทจ์ฝ์ ์ ๊ณ ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ํ๊ธฐ ์ํด ํ์ด์ฌ(Python) ํ๊ฒฝ์ผ๋ก ๊ตฌํ๋ ์ปดํจํฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ํดํท์ธ DepMine ํ๋ซํผ์ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ฌ์ฉ์๊ฐ ์ง์ ํ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด(Mutations), ๋ณต์ ์ ๋ณ์ด(Copy-number variation, CNV), ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐํ ์์ค(Expression levels)์ ๋จ์ผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์๋ก ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์ด๋ฅธ๋ฐ '๋ณตํฉ ์ ํ๋กํ(Cancer profiles)'์ ์ ๋ฐ ๊ตฌ์ฑํ๋ ์ ์ฐ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์ค๊ณํ์ต๋๋ค. ์ด ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ(In silico) ์์ง์ ๋ณต์กํ ๋ค๋ณ๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ธํธ ๊ฐ์ ์ํธ์์ฉ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ์ํ์ ์ผ๋ก ์ฐ์ฐํ์ฌ, ํน์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๊ฐ์ง ์์ธํฌ๋ง ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ฌ๋ฉธ์ํค๋ ํฉ์ฑ ์น์ฌ(Synthetic lethal) ๊ด๊ณ์ฑ์ ์ ์ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด ์์ด ์๋์ผ๋ก ์ค์บํด๋ด๋ ์ง๊ด์ ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ํ๋ฆฝํ์ต๋๋ค. 3. ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ์ต์ ํ ๊ฐ์ค์น ๋์ถ ๋ฐ ์์ ์ธต๋ณํ ์ค์ฆ ๊ตฌ์ถ๋ DepMine ํดํท์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ํ๋ณด ํ์ ์ ์ ์์ ์ ํ๋กํ ์ฌ์ด์ ๋ค๋ณ๋ ํต๊ณ์ ์ ์์ฑ์ ์ ๊ตํ๊ฒ ๋ฆฌํ์ด๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์์ ํ์ฅ์์ ์ฆ๊ฐ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ต์ ์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค(Biomarker) ๊ฒฝ๊ณ ์กฐ๊ฑด์ ๋์ถํ์ต๋๋ค. ๊ฐ์ ๊ณต๊ฐ์์ ํํฐ๋ง๋ ์ ์ ์ ์์กด์ฑ ์ค์ฝ์ด๋ ์ค์ ํ์ ์ ๋ ์์ธํฌ ์์กด ๋ฐ์ดํฐ์ ์ค์๊ฐ ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆ(Cross-validation) ๋ผ์ธ์ ํต๊ณผํจ์ผ๋ก์จ ์์์ฑ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ดํ๋ก ์ ์ดํ๋ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋์ต๋๋ค. ์ด๋ ์์ธํฌ์ ์ ์ ์ ํํฐ์ ํน์ ์ ์ ์ ์ ๊ฑฐ ์ ์ ๋๋๋ ์ธํฌ ์ฌ๋ฉธ ์๋๋ก (Cell death kinetics) ๊ฐ์ ์ธ๊ณผ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ธ๊ฐ ์ข ์ ๋ชจ๋ธ ๋ ๋ฒจ์์ ์ ๋ ์ค์ฆํ ์์ฐ์ ๋๋ค. 4. ์ ๋ฐ ์ข ์ R&D ํ๋ซํผ ๊ท๊ฒฉํ์ ์ฐจ์ธ๋ IND ํญ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์๋ฆฝ ๋ณธ ๋ฐ์ด์ค์ธํฌ๋งคํฑ์ค ์ํํธ์จ์ด ๊ณตํ ๋ฐฑ์๋ ์ ์น๋ฃ์ ํ์ ํ์ค์ ์์ ์๋ชจ์ ์ธ ์์์ ๋ฒค์น ์คํฌ๋ฆฌ๋์์ '๊ฒ๋ ํ๋กํ ์ฐ์ฐ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์น๋ฃ ํ์ ์์ธก ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ์ต๋๋ค. ์ฌ์ฉ์๊ฐ ํ๋ ์ํ ๋ณต์กํ ์ฟผ๋ฆฌ ํ๋ ฌ์ ์ค์๊ฐ ๋ถ์ ํ ์๋ก ๋ณํํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ ์์์ฑ ๊ฐ์ค ๊ฒ์ฆ ๋ฆฌ๋ ํ์์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์์ถํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์๋ฆฝ๋ ์คํ์์ค ํ์ดํ๋ผ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐ ์คํ ๋ฆฌ๋ฉ ํ๋ ์ ์ฐ์ฐ ๊ณ์๋ ํฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ํ๊ฐ ์์ ๋ผ์ธ์์ ํผํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification) ์ ํจ ์ญ์น๋ฅผ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๋ ์ฐ์ฐ ๋ฐฑ๋ณธ์ด ๋๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ๋ง์ถคํ ์ฒ์ฐ๋ฌผ ๋ฐ ํต์ฐ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ์ฒด ์น๋ฃ์ ์ ๊ธ๋ก๋ฒ IND ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ ์ฐ ์ํ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๊ธฐ์ ์ถ์ ์ ๋์ด ์ค์ ํญ์ ์ ์ฝ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ ๋ฐ ์ข ์ํ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ํน์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ์ง๋ ํ์๊ตฐ์ ๋ํด ์ด๋ค ์ ์ ์๊ฐ ์์ธํฌ์ ์์กด ์จ์ ๋จ๊ณ(Rate-limiting steps)๋ฅผ ์ง๋ฐฐํ๋์ง ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ์ง์ ์ธ ํฉ์ฑ์น์ฌ ํ๊น ๋ฐ๊ตด์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๋ง์ฑ ์ ์ฑ ์ข ์ ๋ฐ๋ณ ๊ณก์ ์ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ด ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ DepMine์ ์คํ์์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ ์ ์ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ชฉ์ ์ธํฌ์ฃผ์ ์น๋ฃ์ ๊ฐ์์ฑ ์ ํจ ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ํ์ ํญ์์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํผํ์์ ๋ณต์ ์ ๋ณ์ด(CNV) ๋ฐ ์ ์ ์ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐํ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ํผํ์ ๊ตฐ๊ฐ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์๋ฌผ์ ๋ณดํ ๋ฐ ๋ฉํ๊ฒ๋ํ์ ์ ๊ตฌ์ ํผ์ด ๋ณดํฌ, 1963โ2026
1. ๋๊ท๋ชจ ๋ฉํ๊ฒ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ณต์ก์ฑ ๋ณ๋ชฉ๊ณผ ์ฐธ์กฐ ์ ์ ์ฒด ์ํคํ ์ฒ์ ๋ถ์ฌ ํ๊ฒฝ ๋ฐ ์ธ์ฒด ์ ๋ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฐ์ง์ ์ ์ฒด ๊ฒ๋์ ํด๋ ํ๋ ๋ฉํ๊ฒ๋ํ(Metagenomics)์ ๋ฐฐ์์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ์ ์ ์ ๋ค์์ฑ์ ๊ท๋ช ํ ์ ์๋ ํต์ฌ ๋๊ตฌ์ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ผ๊ธฐ์์ด๋ถ์(NGS)์ ํตํด ๋์ถ๋๋ ํ ๋ผ๋ฐ์ดํธ ์ค์ผ์ผ์ ๋น์ ํ ์๋ฆฌ๋(Short-read) ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๊ทน์ฌํ ์์ด ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ฏธ์ง์ ์ข (Unclassified species)์ ์ค์ฒฉ์ผ๋ก ์ธํด ๋จ์ผ ํต๊ณ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ก ํตํฉํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ์ต๋๋ค. ํนํ ์ธ์ฒด ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด(Microbiome)์ด ํธ์คํธ์ ์๋ฆฌ ์ฒด๊ณ ๋ฐ ๋ง์ฑ ์งํ๊ณผ ๋งบ๋ ๋์ญํ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ท๋ช ํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ ์ ์ ์นดํ๋ก๊ทธ์ ํ์คํ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ถ๋ฅ๊ฐ ์ ํ๋์ด์ผ ํ์ผ๋, ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ ์ฐ ์ฐ์ฐ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๋ถ์ฌ๋ก ์ธํด ๋จ์ ์์ด ๋์ด์ ๊ทธ์น๋ ์ฌ๊ฐ์ง๋๊ฐ ์์กดํ์ต๋๋ค. 2. ์คํ์์ค ๋ถ์ ๊ณํตํ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์๋ฆฝ๊ณผ MetaHIT ๊ตญ์ ์ ์ ์ฒด ํตํฉ ํ๋ ์์ํฌ 2026๋ 5์ ํ๊ณํ ํผ์ด ๋ณดํฌ(Peer Bork) ๋ฐ์ฌ๋ ์ด๋ฌํ ์ ์ฐ ์๋ฌผํ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ํ๋ฌผ๊ธฐ ์ํด ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ปดํจํ (HPC) ์์ฐ๊ณผ ๋๊ท๋ชจ ๋ณ๋ ฌ ์ ๋ ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฒฐํฉํ ์คํ์์ค ๋ฐ์ด์ค์ธํฌ๋งคํฑ์ค ์ธํ๋ผ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ ์ ๋ฝ ์ฐํฉ ์ค์ฌ์ MetaHIT(Metagenomics of the Human Intestinal Tract) ํ๋ก์ ํธ๋ฅผ ์ฃผ๋ํ๋ฉฐ, ์ธ๊ฐ ์ฅ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ์ด ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์๋ฐฑ๋ง ๊ฐ์ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ ์ ์ ์นดํ๋ก๊ทธ๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต์ด๋ก ์ฒด๊ณํํ์ต๋๋ค. STRING(๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค), eggNOG(์ ํ ์๋ ๊ทธ๋ฃน ๋ถ๋ฅ ์ฒด๊ณ), mOTUs(๋ฉํ๊ฒ๋ ๋ถ์์ฉ ๋ฏธ์๋ฌผ ๋ถ๋ฅ ๋ง์ปค ํด) ๋ฑ ๊ทธ๊ฐ ์ค๊ณํ ๋ ๋ณด์ ์ธ ์คํ์์ค ํ์ดํ๋ผ์ธ๋ค์ ํํธํ๋ ๋ฆฌ๋(Read) ์์ด์ ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ฒฝ๋ก(Functional pathways) ๋จ์๋ก ์กฐ๋ฆฝํ๊ณ ๋์ ํด ๋ด๋ ํต์ฌ ํ๋์จ์ด ๋ฐฑ๋ณธ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ์ต๋๋ค. 3. ๋ฏธ์๋ฌผ ์ ๋ ์ฐจ์ธ๋ ๋์ฌ ๊ฒฝ๋ก(Metabolic Pathways) ํน์ ๋ฐ ๋ง์ฑ ์งํ ์ธ๊ณผ์ฑ ์ค์ฆ ๋ณดํฌ ์ฐ๊ตฌํ์ด ์ ๋ฆฝํ ๋ฉํ๊ฒ๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ ์ฅ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ์ ๋จ์ ์กด์ฌ ์ ๋ฌด๋ฅผ ๋์ด, ๋ฏธ์๋ฌผ์ด ๋ถ๋นํ๋ 2์ฐจ ๋์ฌ๋ฌผ ์๊ทธ๋๋ง ์นด์ด๋คํฑ์ค๋ฅผ ์ญ์ถ์ ํ๋ ์ธ๊ณผ์ฑ ๋งคํ์ ์์ฑํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๋ฏธ์๋ฌผ์ด ๋ด ํน์ ์ ์ ์ ํ์ ์ฆํญ๊ณผ ๋น๋ง, ์ 2ํ ๋น๋จ๋ณ, ๋์ฅ์, ์ผ์ฆ์ฑ ์ฅ์งํ(IBD) ๋ฑ ๋์ฌ์ฑยท๋ฉด์ญ์ฑ ๋์น ์งํ ๊ฐ์ ๋ถ์ ์๋ฌผ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ์ฐ๊ฒฐ ๊ณ ๋ฆฌ๊ฐ ์ค์ฆ๋์์ต๋๋ค. ๋์ฌ ์ฐ๋ฌผ์ธ ๋จ์์ง๋ฐฉ์ฐ(SCFA) ํฉ์ฑ ์๋๋ก ๊ณผ ๋ณ์ธ์ฑ ๋ฆฌํฌ๋ค๋น๋ฅ(LPS) ๋ฐํ ์ญ์น ์์น๋ฅผ ์ ์ฐํํจ์ผ๋ก์จ, ๋ฏธ์๋ฌผ์ ์ ์ ์ ๋ณ๋์ฑ์ด ์ธ๊ฐ ์์ฃผ์ ๋ฉด์ญ ๊ฐ์ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ ๋ ํด๋ ํ์ต๋๋ค. 4. ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๊ธฐ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ํ๋ซํผ์ผ๋ก์ ์ด์๊ณผ ์์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ท๊ฒฉํ ํผ์ด ๋ณดํฌ๊ฐ ์ ์ฐ์ผ๋ก ๋จ๊ธด ์ ์ฐ ์๋ฌผํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๊ณผ ๋ฉ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ ํ๋ ์ํ์ ์ง๋จ ํ์ค์ ์ ์ ์์ฃผ ๊ฒ๋ ๋ถ์์์ '์์ฃผ-๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ์ํธ์์ฉ ํตํฉํ ๋์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ์ฒด๊ณ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ด ๋์์ต๋๋ค. ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด์ ๋ฉํ๊ฒ๋ ํ๋กํ์ผ์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ์ ๊ฒฝ๋ง์ ์ฃผ์ ํ์ฌ ๊ฐ์ธ๋ณ ๋์ฌ ํจ์จ์ฑ๊ณผ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ์๋๋ก ์ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๋ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ ํ์ค์ด ํ๋ฆฝ๋์์ต๋๋ค. ์ด๋ ๊ธ๋ก๋ฒ ์์ ์ํ ๋จ๊ณ์์ ๋ฏธ์๋ฌผ์ด ์ ๋ ์์์ฑ ์ํ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ํํฐ๋งํ๋ ๋ณด์ ๊ณ์์ด์, ๋ง์ถคํ ์์ ์๋ฒ ๋ฐ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ฝ(LBP) R&D ๋น์ฆ๋์ค์ ๊ฐ๋ฐ ๋ฆฌ๋ ํ์์ ํ์ ์ ์ผ๋ก ์์ถํ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค์ ๋๋ค.
๐ก ํผ์ด ๋ณดํฌ ๋ฐ์ฌ์ ๋ฉํ๊ฒ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ํ์ค ํ์ดํ๋ผ์ธ ์ํคํ ์ฒ๋ ๋จ์ํ ๋ฏธ์๋ฌผ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ์ ๊ณ ๋ํ๋ฅผ ๋์ด, ์ค์ ๋ฐ์ด์ค ์์ฝํ ์ฐ์ ๊ณผ ์ ๋ฐ ์ํ ์๋ฃจ์ ๊ตฌ์ถ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ง์ ์ ์ผ๋ก ์ด์ ๋ฐ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ์๊ท ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ฝ(LBP) ๊ฐ๋ฐ์ ๊ฐ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์ฌ๊ณผ ์์ง: ์๋ก์ด ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ์น๋ฃ์ (Live Biotherapeutic Products, LBP)๋ฅผ ์ค๊ณํ ๋, eggNOG๋ mOTUs ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ ํ๊น ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ท ์ฃผ๊ฐ ๋ถ๋นํ๋ ๋์ฌ๋ฌผ์ง์ ์ ์ฌ ๊ฒฝ๋ก ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ๋ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ(In silico) ํํฐ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์๊ฐ์์ด ์์๋๋ ๊ท ์ฃผ ๋ฐฐ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์์ผ ๋ด์ ์ปดํจํฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ผ๋ก ์์ถํ์ฌ R&D ๋ฆฌ๋ ํ์์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ ์ดํฉ๋๋ค. ๋ค์ ์ ์ ์ํ ์ค์ฝ์ด(PRS)์ ์์์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ ๋ณด์ : ๊ธฐ์กด์ ์์ฃผ ๊ฒ๋ ๊ธฐ๋ฐ ์ง๋ณ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด์ด๋ผ๋ ๋์ ๋ณ์๋ฅผ ๋ฐฐ์ ํ์ฌ ์์ธก ํด์๋๊ฐ ํ์ฐํ๋ ํ๊ณ๊ฐ ์์์ต๋๋ค. ๋ณดํฌ ๋ฐ์ฌ์ ํตํฉ ์นดํ๋ก๊ทธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ๋ฉด ํ์์ ์ ์ ํ ์์ด(VCF)๊ณผ ์ฅ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ์ ๋์ฌ ํ๋ญ์ค(Flux) ๊ฐ์ ์ํธ์์ฉ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํ์ฌ ์ฌํ๊ดยท๋์ฌ ์งํ์ ์ ๋ฐ ์ง๋จ ์นฉ ์ฑ๋ฅ์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํ์ค ์คํ์ผ๋ก ํฅ์์ํต๋๋ค. ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ํผํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification): ๋ฉด์ญํญ์์ ๋ ๋ง์ฑ์งํ ์ ์ฝ์ ๋ค๊ตญ์ ์์ ์งํ ์, ์ฅ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ์ด์ ๋ถ๊ท ํ(Dysbiosis)์ผ๋ก ์ธํด ์ฝ๋ฌผ๋ํํ(PK/PD) ์คํํธ๋ผ์ด ๋ณ๋ํ์ฌ ์น๋ฃ ๋ถ์์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ฝ์ต๋๋ค. STRING ๋ฑ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์์ ์ค์๊ฐ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ์ํ๋ฅผ ๊ฒ์ดํ ํจ์ผ๋ก์จ, ์์ 3์ ํ๋กํ ์ฝ์ ์์์ฑ ํ๋ฝ ํ๋ฅ ์ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด(FDA ๋ฑ)์ ์ธํ๊ฐ ์น์ธ์ ํ๋ํ๋ ํด์๊ฐ ๋ฉ๋๋ค.
NPJ precision oncology๐ค AI ์์ฝ์ ์ฌ์ฒด ๋ค์์ฑ์ ์ฝ๋ฌผ ์์ฉ ์ํ ๋ณํ: ๋ค์ค ์ฝํธํธ RNA-seq ๋ฐ ์ ์ฅ CRISPR ์์กด์ฑ ๋งต(Dependency Map)์ด ๊ท๋ช ํ HPV-์์ฑ ๋๊ฒฝ๋ถ์(HNSCC)์ ์ฌ์ค ์์กด ํ๋ก์ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ์ํคํ ์ฒ
1. ์ ์ ๋ถ์ ์ํ ๋ถ๋ฅ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ๊ณผ HPV-์์ฑ ๋๊ฒฝ๋ถ์์ ์ํ ์ฌ๊ฐ์ง๋ ๋๊ฒฝ๋ถ ํธํ์ธํฌ์(HNSCC)์ ๋์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์ด์ง์ฑ(Molecular heterogeneity)์ ์ง๋ ์ ์ฑ ์ข ์์ผ๋ก, ๊ธฐ์ฑ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ฐ์ํ ๋ถ์ผ์์ ์๋ง์ ์ํ(Subtype) ๋ถ๋ฅ ์ฒด๊ณ๊ฐ ์ ์๋์ด ์์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ฌ์ฒด ๊ธฐ๋ฐ ๋ถ์ ๋ถ๋ฅ๋ ์ข ์์ ์ ์ ์ธ ์ ์ ํ ์ํ๋ฅผ '๊ธฐ์ (Description)'ํ๋ ์์ค์ ๋จธ๋ฌผ๋ ์ ๋ฟ, ์ค์ ํ์์๊ฒ ์ด๋ค ์ฝ๋ฌผ์ ํฌ์ฌํด์ผ ํ๋์ง ์์์ ์์ฌ๊ฒฐ์ (Therapeutic decision-making)์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋์ง ๋ชปํ๋ ์ฌ๊ฐํ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด ์กด์ฌํ์ต๋๋ค. ํนํ ์ธ์ ๋์ข ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋น๊ฐ์ผ์ฑ์ธ HPV-์์ฑ(Human papillomavirus-negative) HNSCC ํ์๊ตฐ์ ์ ์ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ๋ฐ๋๊ฐ ๋๊ณ ํ์ฒ์ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ์ฑ์ด ํํด ์ํ๊ฐ ๊ทน๋๋ก ๋ถ๋ํจ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ , ์ด๋ค์ ์ ๋ฐ ์ฌ๊ณผํ์ฌ ํ์ ์น๋ฃ์ ์ ๋งค์นญํ ์ ์๋ ๋ถ์ ๋์ญํ์ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ด ๋ถ์ฌํ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋์์ต๋๋ค. 2. ๋ค์ค ์ฝํธํธ ํตํฉ ๋ฐ CRISPR ๋ฐํ๋งต(DepMap) ๊ฒฐํฉ: ์ฌ์ค(Four-way) ์ข ์ ์์กด ํ๋ก ํน์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จ์ ์ ์ฌ์ฒด ๋ถ์์ ์์ ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ํํ๊ณ ์ฝ๋ฌผ ์ ํจ ๋๋ ์ญ์น๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ฐ์ฐํ๊ธฐ ์ํด, 5๊ฐ์ ๋ ๋ฆฝ๋ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ด 727๊ฐ ์ข ์์ ๋ค์ค ์ฝํธํธ RNA-seq ๋ฉํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํตํฉ ์์นด์ด๋นํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด ๋น ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์ฅ ๊ท๋ชจ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ์์กด์ฑ ๋งต(Genome-scale CRISPR dependency maps) ๋ฐ ๊ณ ์ ๋์ฉ๋ ์ฝ๋ฌผ ์คํฌ๋ฆฌ๋(Pharmacologic screening) ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ฒฐํฉํ์ต๋๋ค. ์ ์ฐ ์ฐ์ฐ ๋ฃจํ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ์ฌ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ํํฐ๋งํ ๊ฒฐ๊ณผ, HPV-์์ฑ ๋๊ฒฝ๋ถ์์ ์์กด์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋๋ผ์ด๋ธํ๋ '๋ค ๊ฐ์ง ํต์ฌ ์ข ์ ์์กด ํ๋ก(Four distinct tumor survival circuits)'์ ๊ทธ์ ๋งค์นญ๋๋ ์ทจ์ฝ์ (Liabilities) ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ต์ด๋ก ๋ฐ๊ตดํ์ต๋๋ค. ์ฆ์ ์ถ(Proliferative axis): MYC ๋ฐ MET/FAK ์ ํธ๊ณ, ์ผ์ฆ์ฑยท๋ฒ์ญ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ ๋ ๊ตฌํ -> ์ ์ฌ๋ถ์ด(Mitotic) ๋ฐ ์๊ฐํฌ์(Autophagy) ์ ์ด ์ฝ๋ฌผ ์ทจ์ฝ. ์ํผ ๋ถํ/์ ์ฐฉ ํ๋ก๊ทธ๋จ(Epithelial-differentiated/adhesion): ๊ณ ์ ๋ ์ํผ ์ธํฌ ๊ณ ์ ์ ๋ง์ปค ๋ฐํ -> ERBB/PI3K ๋ฐ ์นด๋ฐ๋ฆฐ(Cadherin) ์๊ทธ๋๋ง ์ฐจ๋จ ์ฝ๋ฌผ ์ทจ์ฝ. EMT-์ ์ฌ ์ํ(EMT-like state): ๊ธฐ์ง ํ์ฑํ(Stromal activation)๋ฅผ ๋๋ฐํ ์ํผ-๊ฐ์ฝ ์ดํ ํํํ -> G2/M-์ธํ ๊ทธ๋ฆฐ-Notch ๊ฒฝ๋ก ํ์ ์ฝ๋ฌผ ์ทจ์ฝ. ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ๋์ฌ ์ํ(Oxidative metabolic): ์ฐํ์ ์ธ์ฐํ ์๋์ง ๋์ฌ ์์กดํ -> OXPHOS ๋ฐ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ๋ฒ์ญ(Mitochondrial translation) ์ ํด ์ฝ๋ฌผ ์ทจ์ฝ. 3. ๋จธ์ ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ 13์ ์ ์ ์๋ช (Signature) ์๋ฆฝ ๋ฐ 3D ๋ง์ดํฌ๋ก์ข ์(Microtumors) ex vivo ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ถ์ํ์ ๋ฐฑ๋ฏธ๋ ์ฌ์ค ์์กด ํ๋ก ์ค '์ํผ ๋ถํ ์ํ'์ด ํ์ ์น๋ฃ์ ์ธ EGFR ์ต์ ์ ์ ๊ทน๋๋ก ๋ฏผ๊ฐํ๊ฒ ๋ฐ์ํ๋ค๋ ๋์ญํ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ท๋ช ํ๊ณ , ์ด๋ฅผ ์์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์์ง์ผ๋ก ๊ตฌํํ๋ค๋ ์ ์ ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋จธ์ ๋ฌ๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ํ์์ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ก๋ถํฐ EGFR ์ต์ ์ ๋ฐ์์ฑ์ ํ์ ์์ธกํ๋ '13์ ์ ์ ์๋ช (13-gene signature)' ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ถํ์ต๋๋ค. ์ ํฅ์ ์ผ๋ก ์์ง๋ ํ์ ์ ๋ ์์ฒด ์ธ 3D ๋ง์ดํฌ๋ก์ข ์(Fresh patient-derived 3D microtumors) ํ๋ซํผ์ ์ค์ฆ ๋์กฐํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ณธ 13์ ์ ์ ์๋ช ์ค์ฝ์ด๋ EGFR ์ต์ ์ ์๋กค๋ฆฌํฐ๋(Erlotinib)์ ๋ํ ์ค์ ์ข ์ ์ฌ๋ฉธ ๋ฐ์๋ฅ ์ ์๊ด๊ณ์ R = 0.93 ์ด๋ผ๋ ๊ฒฝ์ด์ ์ธ ์์น๋ก ์ ๋ฐ ์์ธกํด ๋์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ์ฑ ํ์ค ๋ง์ปค์๋ ๋จ์ EGFR ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ๋ ์ธก์ ๋ชจ๋ธ์ ์์์ฑ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ์๋ํ์ต๋๋ค. 4. ์ํ-์์กด์ฑ-์น๋ฃ(Subtype-to-dependency-to-therapy) ํ๋ ์์ํฌ ์๋ฆฝ ๋ฐ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ์ด์ ๋ณธ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ์์คํ ์๋ฌผํ ๋ฐ CRISPR ์์กด์ฑ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐฑ์๊ฐ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฐ์ด์ค ์ ์ฝ R&D ์ฐ์ ๊ณผ ๋์งํธ ์ ๋ฐ ์ง๋จ ๋น์ฆ๋์ค์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๋ ๋๋จํ ํ๊ดด์ ์ ๋๋ค. ์ข ์ ์ง๋จ ํ์ค์ ์ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ์์ด ์ฃผ์์์ '์ ์ฌ ์ํ-์ฝ๋ฌผ ์์ฉ์ฑ(Drug-actionable) ์ฐ๋ํ ์ค์๊ฐ ๋์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ๋ซํผ'์ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ํ์์ RNA-seq ์์ด ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๋ ฅ๋ฐ์ ์ฌ์ค ์์กด ํ๋ก ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๊ณ ์ต์ ์ ํํฉ๋ฌผ ํจ๋ฅ ์คํํธ๋ผ์ ๊ฐ์ ์ถ์ฒํ๋ ์ปดํจํฐ ์ฐ์ฐ ์์ง์ ํ์ค์ ํ๋ฆฝํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ํ์ ์น๋ฃ์ ์์ ์ ๋จ ๋จ๊ณ์์ ํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision stratification)๋ฅผ ์ต์ ํํ์ฌ ์์ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๊ณ , ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ํต์ฌ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ข ์ ์ ์ ํ์ ๊ณ ์ง์ ๋์ ์ธ '์์ธํฌ์ ์ ์ฌ์ ์ด์ง์ฑ์ด ์ ๋ํ๋ ํ์ฒ์ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ์ฑ๊ณผ ํ์ ์น๋ฃ์ ์ ์์์ฑ ์ํ ๋ ธ์ด์ฆ ์ฅ๋ฒฝ'์ CRISPR ๊ธฐ๋ฅ ์ ์ ์ฒด ์คํฌ๋ฆฌ๋๊ณผ ๋จธ์ ๋ฌ๋ ๋ชจ๋ธ์ ๋ค์ฐจ์ ๊ฒฐํฉ ๊ธฐ๋ฒ์ ํตํด ์ํ์ ์ผ๋ก ์ ๋ ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ [- ์๋ช ์ ์ฝ๋] R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ์ข ์ ํ๋ก๋ณ ์์กด ์์ผ์ ๋ฆฌํฐ(Essentiality) ํ ์์ 13์ ์ ์ ์๋ช ์ ์ฃผ์ฑ๋ถ ๋ถ์(PCA) ๊ณ์ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ์ฐจ์ธ๋ ํญ์ ์ ์ฝ ํ๊ฒ ๋ฐ๊ตด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ํ์ ์ ๋ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ฐ ์ํ ์์ธก ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ข ์ํ์ ํด์๋๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Biotechnology๐ค AI ์์ฝ์๋ํฐ ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ ์ฐ์ ์ฌ์ค๊ณ: ๊ตฌ์กฐ ๊ธฐ๋ฐ AI ์ต์ ํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ด ๊ท๋ช ํ ์ญ์ ์ฌํจ์(RT) ์์ง๋์ด๋ง ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ผ์ ํธ์ง(Prime Editing) ๋์ญํ ํ์
1. ํ๋ผ์ ์๋ํ ํจ์ ์๋๋ก ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ๊ณผ ๋ฌด์์ ์คํ์ค ์งํ์ ํ๊ณ ํ๋ผ์ ํธ์ง(Prime Editing) ์์คํ ์ ์ด์ค ๊ฐ๋ฅ ์ ๋จ(DSB) ์์ด ์ ๋ฐํ ์ ์ ์ฒด ๊ต์ ์ ๋ฌ์ฑํ๋ ํ์ ์ ๋๊ตฌ์ด์ง๋ง, ๊ธฐ์ฑ ์ญ์ ์ฌํจ์(Reverse Transcriptase, RT) ๋๋ฉ์ธ์ ๋ฎ์ ์ด๋งค ํ์ฑ๊ณผ ๋๋ฆฐ ์ ์ฅ ์๋๋ก (Extension kinetics)์ผ๋ก ์ธํด ์ต์ข ํธ์ง ํจ์จ์ด ๊ทน๋๋ก ์ ํ๋์ด ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ์ํ๋์๋ ๊ธฐ์กด์ ๋ฌด์์ ์คํ์ค ์งํ(Laboratory-evolved) ๋ฐฉ์์ ์ฒ๋ฌธํ์ ์ธ ์์ด ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋น์ฉ์ ์๊ตฌํ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ, ํจ์์ ์ด์ญํ์ ์์ ์ฑ๊ณผ ๋ณต์ ์ ํ๋(Fidelity) ๊ฐ์ ํธ๋ ์ด๋์คํ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํด ์๋์น ์์ ์ ์ฌ ์ค๋ฅ์ ์คํ ํ๊น(Off-target) ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฐํ๋ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๋จ๊ฒผ์ต๋๋ค. 2. ๊ตฌ์กฐ ๊ธฐ๋ฐ AI ์ ์ฐ ์ฌ์ค๊ณ ํ๋ ์์ํฌ: ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ๊ธฐํํ์ ํ ํด๋ก์ง ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ง๋ 5์ 21์ผ Nature Biotechnology์ ์ ๊ฒฉ ๊ฒ์ฌ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๊ธฐ๋ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณ ์ฐจ ๊ตฌ์กฐ ์์ธก ๋ชจ๋ธ๊ณผ ์ ๋ฐ ์ ์ฐ ์ต์ ํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ๊ธฐ์กด ์งํํ ํ๋ผ์ ์๋ํฐ์ RT ๋๋ฉ์ธ์ ์ ๋ฐ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๋ '์ ์ฐ์ ์ฌ์ค๊ณ(Computational redesign) ์ํคํ ์ฒ'๋ฅผ ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ญ์ ์ฌ ๋ฐ์ ์ ๊ฐ์ด๋ RNA(pegRNA) ๋ฐ ํ์ DNA ๊ฐ๋ฅ๊ณผ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋ง๋ฟ๋ ํต์ฌ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์๊ธฐ(Residues)๋ค์ ๊ธฐํํ์ ํ ํด๋ก์ง๋ฅผ AI ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ๊ณต๊ฐ์ ๊ตฌํํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ํจ์ ํ์ฑ์ ์์ ์๋์ง ์ฅ๋ฒฝ์ ์ต์ํํ๊ณ ์ด๋งค ์ค์ฌ๋ถ์ ์ ์ฒด ํํ(Conformation)๋ฅผ ์ต์ ํํ๋ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ์กฐํฉ์ ์ปดํจํฐ๋ก ์ญ์ถ์ ํ์ฌ ์ต์ข ์์ง๋์ด๋ง ๋์์ธ์ ๋์ ํด ๋์ต๋๋ค. 3. ํ์ ํธ์ง ํจ์จ 300% ํญ๋ฐ์ ์ํฅ ๋ฐ ์คํ ํ๊น ์ ์ ๋ ์ฑ์ ์ ๋ฐ ์ดํ ์์ AI๊ฐ ์ ๋ฐ ๋์์ธํ ์ฐจ์ธ๋ ์ญ์ ์ฌํจ์ ๊ตฌ์กฐ์ฒด๋ฅผ ํ๋ผ์ ์๋ํฐ ์์คํ ์ ์ด์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ธํฌ ๋ด ํ์ ์ ์ ์ ๊ต์ ํจ์จ์ด ๊ธฐ์กด ํ์ค ํ๋กํ ์ฝ ๋๋น 3๋ฐฐ ์ด์(300% ์ด์) ํญ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ์ต๋๋ค. ๋ถ์ ๋์ญํ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์์ง๋์ด๋ง๋ RT ๋๋ฉ์ธ์ pegRNA์ ํ๋ผ์ ๊ฒฐํฉ ๋ถ์(PBS)์์ ๊ฒฐํฉ ์นํ๋($K_D$)๋ฅผ ๊ณ ์ ํ๊ณ ์ฃผํ ๊ฐ๋ฅ ํ์ฅ ์๋๋ฅผ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํํ์ฌ ์ธํฌ ๋ด ํต์ฐ ๋ถํด ํจ์์ ๊ฐ์ญ ์ ์ ์ฌ ๊ฐ๋์ ์์ํ์ต๋๋ค. ๋ํ ๋ณต์ ์ ํ๋๊ฐ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋ณด์ ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์คํ ํ๊น ์ธ๋ธ ์ค๋ฅ์จ์ ๊ธฐ์กด ๋๋น 50% ์ดํ(์ ๋ฐ ์ดํ)๋ก ๊ธ๊ฐ์์ผ ์๋์ ์ธ ์์์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ฆ๋ช ํ์ต๋๋ค. 4. ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ฒด ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ซํผ ํ๋ฆฝ ๋ฐ ์ด์ ๋ฐ ํต์ฐ ์น๋ฃ์ ๋์์ธ ๊ฐ์ํ ๋ณธ ๊ตฌ์กฐ์๋ฌผํ ๋ฐ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณตํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์ค ์ ์ฝ ์ฐ์ ๊ณผ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ์ ์ ์ ๊ฐ์ R&D ๋น์ฆ๋์ค์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๋ ๋๋จํ ํ๊ดด์ ์ ๋๋ค. ์คํ์ค ์์ค์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ ธ๊ฐ๋ค ํ๊ณ๋ฅผ ์ ์ฐ ์ฐ์ฐ(In silico design)์ผ๋ก ์๋ฒฝํ ์ฐํํ์ฌ '๋ง์ถคํ ํฉ์ฑ ํจ์ ๋์์ธ'์ ์๋๋ก ์ ํ์ค์ ์ ๋ฆฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์ด ๊ณ ํจ์จ RT ๋ฐฑ๋ณธ์ ํฌ๊ท ๋์น์ฑ ๋ค์ ์ ์ ์งํ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฒกํฐ์ ํฌ์ฌ ์ ํจ ์ญ์น(Threshold)๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ถ์ด ๋ฉด์ญ ๋ ์ฑ์ ํํผํ๋ ๊ฐ๋ ฅํ ์์ ์ ํด์๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ์ธ๊ฐ ์น๋ฃ์ ์์ญ์ ๋์ด ๋์ ํฉ์ฑ์๋ฌผํ ๋ฐ ๊ทธ๋ฆฐ ๋ฐ์ด์ค ๋ถ์ผ์์ ๋ค์ค ์ ์ ์๋ฅผ ์ ๋ฐ ๊ต์ (Multiplex editing)ํ ๋ ์ค์ฐจ ์์ด ์ด๊ณ ์์ผ๋ก ์ ์ ํ์ ๊ณ ์ฐฉํํ๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ฒด ๊ต์ ํ๋ซํผ์ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณตํ์ ๋ฏธ์์ ๊ณผ์ ์๋ '์ธ๊ณต์ง๋ฅ์ ํตํ ํจ์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ด๋งค ๋์ญํ์ ์ฑ๋ฅ ์ ๋ฐ ์ ์ด'๋ฅผ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ์ํคํ ์ฒ ์์์ ์๋ฒฝํ ์ ๋ ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ [- ์๋ช ์ ์ฝ๋] R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์นํ ์ขํ์ ๋ฐ๋ฅธ pegRNA-RT ๊ฒฐํฉ ์๋์ง ๋ณ๋ ํ ์์ ์ญ์ ์ฌ ์ ์ฅ ๊ฐ์๋ ์์น๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ๊ณ ํจ์จ ์๋ํฐ ํฉ์ฑ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ํ์ ์ ๋ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ ํ์ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ์ต์ ํ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๋ถ์ ์ค๊ณ ํด์๋๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Advances in cancer research๐ค AI ์์ฝ์ข ์ ์ด์ง์ฑ(Tumor Heterogeneity) ์ฅ๋ฒฝ์ ํด์ : ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๊ฐ์ํ ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ํตํฉํ ๋์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ์ํ ํ์
1. ์ ์ ์กฐ์งํ์ ๋ถ๋ฅ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ๊ณผ ๋ค์ค ๋ถ์ ๋ ์ด์ด์ ์ฌ๊ฐ์ง๋ ์ ํต์ ์ธ ์ข ์ํ์ ํ๋ฏธ๊ฒฝ์ ํตํ ํํํ์ ์กฐ์งํ(Histology) ๋ถ๋ฅ์ ์์กดํด ์์ผ๋, ์ด๋ ๋์ผ ์์ข ๋ด์์๋ ํ์๋ง๋ค ํ์ดํ๊ฒ ๋ํ๋๋ ์์ธํฌ์ ์ ์ ์ ๊ท ์ด๊ณผ ์ ํญ์ฑ ๊ธฐ์ ์ ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํ์ต๋๋ค. ๋ถ์ ์ง๋จ์ ๋์ ์ผ๋ก ์ ์ ์ฒด(Genomics), ์ ์ฌ์ฒด(Transcriptomics), ๋จ๋ฐฑ์ง์ฒด(Proteomics), ๋์ฌ์ฒด(Metabolomics), ํ์ฑ์ ์ ์ฒด(Epigenomics) ๋ฑ์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ฐ ์๋ฃ๋ก ํจ๋ฌ๋ค์์ด ์ ํ๋์์ผ๋, ์ฌ์ ํ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๊ฐ ์์กดํฉ๋๋ค. ๊ฐ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ์ ๋น์ ํ ๊ท๊ฒฉ๊ณผ ์ด์ง์ ์ธ ๋ค์ด์คํธ๋ฆผ ๋ถ์ฐ, ๋ถ์ ํ์คํ(Standardization)์ ๋ถ์ฌ๋ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์งํํ๋ ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ(TME)์ ๋์ญํ์ ๋ณํ๋ฅผ ๋จ์ผ ํต๊ณ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ก ํตํฉํด๋ด์ง ๋ชปํ๋ ๊ฑฐ๋ํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ด์์ต๋๋ค. 2. ์ด๊ณ ๊ฐ๋ ๋ถ์ ํ๋ซํผ์ ๋ค์ฐจ์ ์ ๊ฐ: ๋ณ์ด ํ์ง์์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ฒด ํ๋กํ์ผ๋ง๊น์ง ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ค์ค ๋ถ์ ๋ ์ด์ด์ ์จ๊ฒจ์ง ์ข ์ํ์ ์ ํธ๋ฅผ ์ฌ๊ณผํ๊ธฐ ์ํด ์ฐจ์ธ๋ ์ผ๊ธฐ์์ด๋ถ์(NGS), ๊ณ ํด์๋ ์ง๋๋ถ์(Mass spectrometry), ๋์งํธ PCR ๊ธฐ๋ฐ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ธ๋ฉํ ํตํฉ ๋ถ์ ๋ถ์ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์ ์ํ์ต๋๋ค. ์ด ์์คํ ์ ๋จ์ผ์ผ๊ธฐ ๋ณ์ด(SNV)์ ๋ฏธ์ธํ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋(VAF)๋ฅผ ์ถ์ ํ๋ ๋์์, ํธ์คํธ ์ธํฌ ๋ด ์ ์ฒด ๋จ๋ฐฑ์ง์ฒด ๋ฐํ๋ ๋ฐ ๋ฒ์ญ ํ ๋ณํ(PTM) ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๋จ์ผ ํด์๋๋ก ํ์งํด ๋ ๋๋ค. ์ด ๊ณตํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ๋น์์ธํฌํ์์์์ EGFR ์ต์ ์ (EGFR inhibitors) ์ฒ๋ฐฉ ๋ฐ BRCA ๋์ฐ๋ณ์ด ์์ข ์ ์ ๋ฐ ํ๊ฒฉํ๋ PARP ์ต์ ์ (PARP inhibitors)์ ์์์ ์ค์ (Clinical translation) ์ฑ๊ณต์ ์ด๋ ํต์ฌ ํ๋์จ์ด ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋๋ค. 3. ์ฐจ์ธ๋ ๋์ ์ค์๊ฐ ํ๋กํ์ผ๋ง: ๋จ์ผ์ธํฌ ์ํ์ฑ, CRISPR ์ง๋จ, ์ธ๊ณต์ง๋ฅ์ ์ผ์ค์ฃผ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ข ์ํ์ ๋ํ๊ตฌ๋ ๊ณต๊ฐ์ ยท์๊ฐ์ ์ผ๋ก ์๋์น๋ ์ข ์ ์ด์ง์ฑ์ ํด๋ถํ๊ธฐ ์ํด ์ธ ๊ฐ์ง ์ฐจ์ธ๋ ์ปดํจํฐ ๊ณตํ ์์๋ฅผ ์ ๋ฉด ๋์ ํ๋ค๋ ์ ์ ๋๋ค. ๋จ์ผ์ธํฌ ์ผ๊ธฐ์์ด๋ถ์(Single-cell sequencing): ๋ฒํฌ(Bulk) ๋ฐ์ดํฐ ๋ค์ ์จ์ด ์ ๋ ์ ํญ์ฑ์ ํ๋ํ๋ ํฌ๊ท ์ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ์์ด ์์(Phasing)์ ๋ถ๋ฆฌ ๋์ ํฉ๋๋ค. CRISPR ๊ธฐ๋ฐ ์ง๋จ: ๋ณ๋์ ๋ํ ์ฆํญ ์ฅ๋น ์์ด๋ ํ๊น ํต์ฐ ์์ด์ ํ์ ์์ค์ผ๋ก ๊ฒ์ถํ๋ ์ด๊ณ ๊ฐ๋ ํ์ฅ์ง๋จ(Point-of-care) ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํฉ๋๋ค. ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ์ตํฉ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ: ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค(Multi-omics) ํ ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํตํฉ ์ฐ์ฐํ์ฌ ์ก์ฒด ์๊ฒ(Liquid biopsy) ๊ธฐ๋ฐ์ ์ค์๊ฐ ์ข ์ ์ถ์ ์ฉ '๋์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค(Dynamic biomarkers)' ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ์์ฑํฉ๋๋ค. 4. ํฌ๊ฐ ํฌ์ค์ผ์ด์ ํด์ ํ๋ฆฝ๊ณผ ์์ ์น์ธ ๋ฐธ๋ฆฌ๋ฐ์ด์ ํ์ค ๊ท๊ฒฉํ ๋ณธ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๋ถ์ ์ํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ๋ฐ ์ง๋จ R&D ์ฐ์ ๊ณผ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋น์ฆ๋์ค์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๋ ๋งค์ฐ ๋ ๋ณด์ ์ ๋๋ค. ์ ์ง๋จ์ ํ์ค ๊ท๊ฒฉ์ ์ฌํ ์ผํ์ฑ ์กฐ์ง ๊ฒ์ฌ์์ '์ก์ฒด ์๊ฒ ๋ฐ AI ๊ฒฐํฉํ ์ค์๊ฐ ๋์ ํ๋กํ์ผ๋ง ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์์ธํฌ๊ฐ ํ์ฒ์ ์ผ๋ก ํ๋ํ๋ ๋ฉด์ญ ๊ด๋ฌธ ํ์ถ ๋ฐ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ ๋ณ์ด ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ ์ ์ปดํจํฐ๋ก ์คํฌ๋ฆฌ๋ํ์ฌ ํํฐ๋งํ๋ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค. ์ด๋ ๋๊ท๋ชจ ๋ค๊ตญ์ ์์ ์ํ์ ์์์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์ ์ดํ๊ณ , ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํ๊ฐ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ํต์ฌ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ๋ฐ ์ข ์ํ์ ์ต๋ ๋์ ์ธ '์ข ์์ ์๊ณต๊ฐ์ ๋ณ๋์ฑ๊ณผ ์น๋ฃ์ ๋ด์ฑ ์งํ ํจํด'์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๊ธฐ๋ฐ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ํตํฉ ์ฐ์ฐ ๊ธฐ๋ฒ์ ํตํด ์ํ์ ์ผ๋ก ์ ๋ ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ [- ์๋ช ์ ์ฝ๋] R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ์ค๋ฏน์ค ๋ ์ด์ด ๊ฐ์ ์ํธ ์์ฉ ์๊ด๊ณ์์ ๋จ์ผ์ธํฌ ๊ธฐ๋ฐ ํด๋ก ์งํ ๊ฐ์ค์น ํ๋ ฌ์ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ์ ์กฐ๊ธฐ ์ง๋จ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ํ์ ์ ๋ ๋ค์ฐจ์ ์์ ๋ณ์ด ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ข ์ํ์ ํด์๋๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature biotechnology๐ค AI ์์ฝ๋จ๋ฐฑ์ง ์ ํ ์์ ์ฑ์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์ ์ด: ProteinMPNN ๊ธฐ๋ฐ ์ญ์ ์ฌํจ์(RT) ์ฌ์ค๊ณ๊ฐ ๊ท๋ช ํ PE8 ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ ๋์ญํ ํ์
1. ํ๋ผ์ ์๋ํฐ ์งํ์ ์ด์ญํ์ ํธ๋ ์ด๋์คํ์ ๊ฐ์ฉ์ฑ ๋ฐํ์ ๋ณ๋ชฉ ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ(Prime Editor)์ ์ด๋งค ํ์ฑ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํด ๊ทธ๋์ ์ํ๋์ด ์จ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณตํ๊ณผ ๋ฌด์์ ์คํ์ค ์งํ๋ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ฐ ๊ต์ ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ํ์ฅํด ์์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ธฐ์ฑ ์งํํ ๋ณ์ด๋ค์ ๋ถ์ ์์ค์์ ์น๋ช ์ ์ธ ์ญ์ค์ ์๊ณ ์์์ต๋๋ค. ํธ์ง ์ฑ๋ฅ์ ์ฌ๋ฆฌ๊ธฐ ์ํด ๋์ ๋ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ๋ณ์ด๋ค์ด ์คํ๋ ค ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ์ ์ด์ญํ์ ์์ ์ฑ(Protein stability)์ ์ ํดํ๊ณ ์ธํฌ ๋ด ๊ฐ์ฉ์ฑ ๋ฐํ(Soluble expression) ์์ค์ ํ์ฐ์ํค๋ ํธ๋ ์ด๋์คํ๋ฅผ ์ ๋ฐํ ๊ฒ์ ๋๋ค. ์ด ๊ตฌ์กฐ์ ๋ถ์์ ์ฑ์ mRNA ์ ๋ฌ ์ดํ ์ธํฌ ๋ด ์ ํจ ์๋ํฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋๋๋ฅผ ๊ธ๊ฐ์์ผ, ์ค์ ์์ฒด ๋ด(in vivo) ํ๊ฒฝ์์ ์ต์ข ํธ์ง ํจ์จ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ํ์ฑํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์์ต๋๋ค. 2. ProteinMPNN ์ ๊ฒฝ๋ง ๊ธฐ๋ฐ Inverse-Folding ์ํคํ ์ฒ: ์ด๋งค ๋ณด์กดํ ๋ค์ค ์นํ ์์ง๋์ด๋ง ์ง๋ 5์ ๊ณต๊ฐ๋ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํคํ ์ฒ์ ๋ด์์ ๋ถ๊ดด ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ํํ๊ธฐ ์ํด ๊ตฌ์กฐ ์ ๋ณด ๊ธฐ๋ฐ์ AI ๊ฐ์ด๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ค๊ณ ๋คํธ์ํฌ์ธ ProteinMPNN์ ์ ๋ฉด ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ญ์ ์ฌํจ์(RT) ๋๋ฉ์ธ์ 3์ฐจ์ ๊ธฐํํ์ ์ขํ๋ฅผ AI ์ญ์ ํ(Inverse-folding) ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ฃผ์ ์ ๋์ฒด๋ก ํ์ํ์ต๋๋ค. ํ์ ํต์ฐ๊ณผ์ ๋ณตํฉ์ฒด ํ์ฑ ๋ฐ ์ด๋งค ํ์ฑ์ ํ์์ ์ธ ํต์ฌ ๊ธฐ๋ฅ ๊ตฌํ์ ํ์ ๋ณด์กดํ๋ฉด์๋, ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐฑ๋ณธ์ ์์์ฑ ์ฝ์ด์ ํ๋ฉด ์๋์ง ์ํ๋ฅผ ์ต์ ํํ๋ 30~163๊ฐ์ ๊ด๋ฒ์ํ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์นํ(Amino acid substitutions)์ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ๋ณ๋ ฌ ๋์ ํ์ต๋๋ค. ์ด ๊ณตํ์ ์ฌ์ค๊ณ๋ ์๋ํฐ ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ธํฌ ๋ด ์ ํ ์์ ์ฑ(Folding stability)์ ๊ทน๋ํํ๋ ์ค์ถ์ ์ ๋ ์์ง์ด ๋์์ต๋๋ค. 3. ex vivo 1์ฐจ ์ธํฌ ๋ด ๊ฐ์ฉ์ฑ ๋ฐํ 200% ์ฆํญ ๋ฐ ์์ฒด ๋ด PE6/PE7/PEmax ํจ์จ ์ฅ๋ฒฝ ํ๊ดด ProteinMPNN์ผ๋ก ์์ ์ฌ๊ตฌ์ฑ๋ ์ฐจ์ธ๋ PE8 ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ ์ํคํ ์ฒ๋ mRNA ์ ๋ฌ ํ๋กํ ์ฝ ๊ฐ๋ ์ ์ธํฌ ๋ด ๊ฐ์ฉ์ฑ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์กด๋์ ๊ธฐ์กด ๋๋น ์ต๋ 2๋ฐฐ(200%)๊น์ง ํญ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ํฅ์์ผฐ์ต๋๋ค. ์น๋ฃํ์ ์ ํจ์ฑ์ ์ค์ฆํ๊ธฐ ์ํด ์งํ๋ ๋ค๊ธฐ๊ด ex vivo ์์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ธ๊ฐ 1์ฐจ ์ธํฌ(Primary cells)๋ฅผ ํฌํจํ ๋ค์ํ ์ธํฌ ์ ํ๊ณผ ์ ๋ฌ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ ์ ๋ฐ์์ ๊ต์ ์๋๋ก ์ด ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๋์์ต๋๋ค. ํนํ, in vivo ๋ง์ฐ์ค ๋ชจ๋ธ์ ๋์์ผ๋ก ์ํ๋ ํค๋ํฌํค๋(Head-to-head) ๋ฒค์น๋งํฌ ํ๊ฐ์์ PE8 ํ๋ซํผ์ ํ์กด ์ต์ฒจ๋จ ๋ฐฑ๋ณธ์ธ PE6, PE7 ๋ฐ PEmax ์์คํ ๋๋น ์ต๋ 2.9๋ฐฐ ๋์ ์ต์ข ํ์ ๊ต์ ์ ํจ์ฑ์ ์ค์ฆํ๋ฉฐ ๋ฌด๊ฒฐํ ์ฑ๋ฅ์ ํด์๋ฅผ ์ฆ๋ช ํ์ต๋๋ค. 4. ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ค๊ณ ์ํคํ ์ฒ ์๋ฆฝ ๋ฐ ์ฐจ์ธ๋ ํฉ์ฑ ์๋ฌผ ์์ ๊ท๊ฒฉํ ๋ณธ ์ ์ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณตํ ๋ฐ ๋ถ์ ์ ์ ํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์ค ์์ฝํ R&D ์ฐ์ ๊ณผ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํต์ฐ ์น๋ฃ์ ๋น์ฆ๋์ค์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๋ ๋งค์ฐ ๋ ๋ณด์ ์ ๋๋ค. ์คํ์ค ์งํ ๊ธฐ์ ์ด ๊ฐ์ง ์ด์ญํ์ ๋ํ ์ฅ๋ฒฝ์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๊ธฐ๋ฐ Inverse-folding ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ํธ ๋ณด์ํ๋ 'AI-์ค์ค ์งํ ์ฐํฉํ ํจ์ ์์ง๋์ด๋ง ํ์ค ํ๋ ์์ํฌ'๋ฅผ ํ๋ฆฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์ด ๊ณ ์์ ์ฑ RT ๋ฐฑ๋ณธ ์ค๊ณ ์์น๋ ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ๋ฅผ ๋์ด ์ผ๊ธฐํธ์ง๊ธฐ(Base Editor), ์๊ฐ ์ฆ์ํ RNA ๋ ํ๋ฆฌ์ฝ, ๋ฐ์ด์ค์ผ์ ๋ฑ ๊ณ ์ฐจ ๊ฐ์ฉ์ฑ ๋ฐํ ์ ๋๊ฐ ํ์์ ์ธ ๋ชจ๋ ํฉ์ฑ์๋ฌผํ ์์์ ๋ฉด์ญ ๋ ์ฑ ์ ํจ ์ญ์น(Threshold)๋ฅผ์ ์ ๊ณ์ฐํ๋ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค. ์ ์์ ๋จ๊ณ์์ ๋น๋ฒํ ๋ฐ์ํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ง(Aggregation)์ ์ํ ์์์ฑ ์ ์ ๋ ์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ํํฐ๋งํ์ฌ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ์์ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํฌ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณตํ์ ์ต๊ณ ์ง๋ํ ๊ณผ์ ์๋ '์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด ์ญํฉ์ฑ์ด ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ์ ํ ๋์ญํ์ ๋ฏธ์น๋ ์ธ๊ณผ๊ด๊ณ'๋ฅผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ์ํคํ ์ฒ ์์์ ์ ๋ ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ [- ์๋ช ์ ์ฝ๋] R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ๊ตฌ์กฐ ๋ณํ ํ ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ธํฌ ๋ด ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐ๊ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฅ ์์์ ๋ง์ฐ์ค ์ ์ ํ ๋ณ์ด๋ณ ๊ต์ ์ ํจ ์ค์ฝ์ด๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ๊ณ ๋ ๊ฐ์ฉ์ฑ ํจ์ ํฉ์ฑ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ํ์ ์ ๋ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ฐ ์ ์ ์ ํธ์ง ์์คํ ์ ๊ฑฐ์์ ์ค๊ณ ํด์๋๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝ61๋ง ๋ช ๋ฉํ-GWAS๋ก ๋ฐํ ์ ๋น๋ ์ ์ ๋ณ์ด์ ํ์ก ๋์ฌ์ฒด์ ์ธ๊ณผ ๊ด๊ณ
1. ๋ค์ ์ ์์ฑ ๋์ฌ ์งํ์ ํต๊ณ์ ๋ณ๋ชฉ๊ณผ ์ ๋น๋ ๋ณ์ด(Low-frequency Variant)์ ๋ธ๋ผ์ธ๋ ์คํ ์ฌํ๊ด ์งํ, ์ 2ํ ๋น๋จ๋ณ ๋ฑ ๋์ฌ์ฑ ๋์น ์งํ์ ์๋ง์ ์ ์ ์ ์์ธ๊ณผ ํ์ก ๋ด ๋์ฌ ๋ฌผ์ง(์ง๋ฐฉ์ฐ, ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ, ํฌ๋๋น ๋ฑ) ๊ฐ์ ๊ณ ์ฐจ์์ ์ํธ์์ฉ์ผ๋ก ๋ฐ์ํฉ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ด ๋ถ์(GWAS)์ ํ๋ณธ ์์ ์ ํ์ผ๋ก ์ธํด ํต๊ณ์ ๊ฒ์ ๋ ฅ(Statistical power)์ด ๋ถ์กฑํ์ต๋๋ค. ํนํ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ๋ด ๋น๋๊ฐ ๋ฎ์ง๋ง ํํํ์ ๊ฐ๋ ฅํ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ '์ ๋น๋ ๋ณ์ด(Low-frequency variant)'๋ 'ํฌ๊ท ๋ณ์ด'๊ฐ ์ค์ ๋์ฌ ํน์ฑ(Metabolic traits)์ ์ด๋ป๊ฒ ๊ต๋ํ๊ณ ์ง๋ณ์ ์ด์งํ๋์ง ๊ทธ ์ธ๊ณผ์ ์ฐ์ ๊ณ ๋ฆฌ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๋งคํํ๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ ๊ฒช์ด์์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋์ฌ ์ฆํ๊ตฐ์ ๊ทผ๋ณธ์ ๋ณ์ธ์ ๋ถ์ ์์ค์์ ์ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฑฐ๋ํ ์ฅ๋ฒฝ์ด์์ต๋๋ค. 2. 61๋ง ๋ช ๋ฉ๊ฐ ์ฝํธํธ ๋ฉํ๋ถ์: ์์คํ ๋์-UK ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ ์ ์ ์ฒด ์์ฒ ๋ฐ์ดํฐ์ ํตํฉ ์ง๋ 5์ 20์ผ Nature์ ์ ๊ฒฉ ๊ฒ์ฌ๋ ์ด๋ฒ ๊ธฐ๋ ๋น์ ์ธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์คํ ๋์ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ(Estonian Biobank)์ ์๊ตญ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ(UK Biobank)์ ์ด๋ํ ์ค๋ฏน์ค ์ธํ๋ผ๋ฅผ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์ด 61๋ง ๋ช ์ด์์ ์ ๋ฝ์ธ ๋๊ท๋ชจ ์ฝํธํธ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๋ ์ด๋ ๋ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋ง๋ จํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋จธ์ ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ์ ์ฒด ์ํจํ ์ด์ (Imputation) ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ๋์ฉ๋ ๋ฉํ๋ถ์ ๊ธฐ๋ฒ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ, ์ ์ ์ฒด ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ํํ ๋ณ์ด(Common variant)๋ ๋ฌผ๋ก ๊ธฐ์กด ๋ถ์์์ ์์ ํ ๋ ธ์ถ๋์ง ์์๋ ์๋ฐฑ ๊ฐ์ ์๋ก์ด ์ ๋น๋ ์ ์ ์ ์ข์(Locus)-๋์ฌ ํน์ฑ ๊ฐ์ ์ํธ ์ฐ๊ด์ฑ์ ํ์ ๋ฐ๊ตดํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. 3. ๋ฉ๋ธ ๋ฌด์์ ๋ฐฐ์ ๋ฒ(Mendelian Randomization) ๊ธฐ๋ฐ ๋์ฌ ๋ฌผ์ง๊ณผ ์ง๋ณ ๊ฐ ์ธ๊ณผ ์ถ๋ก (Causal Link) ์ค์ฆ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์ ์ํ์ ยทํต๊ณํ์ ๋ฐฑ๋ฏธ๋ ๋จ์ํ ์๊ด๊ด๊ณ ๋ถ์์ ๋์ด ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๋๊ตฌ ๋ณ์๋ก ์ฌ์ฉํ๋ '๋ฉ๋ธ ๋ฌด์์ ๋ฐฐ์ ๋ฒ(Mendelian Randomization, MR)'์ ๋๊ท๋ชจ๋ก ๊ฐ๋ํ๋ค๋ ์ ์ ๋๋ค. ์ญํ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ค์ผ์์ธ ์ญ์ธ๊ณผ๊ด๊ณ(Reverse causation)์ ํผ๋ ๋ณ์(Confounding)๋ฅผ ์๋ฒฝํ ํํฐ๋งํ ๊ฒฐ๊ณผ, ํน์ ์ง๋ฐฉ์ฐ ๋์ฌ ๊ฒฝ๋ก ๋ฐ ํฌ๋๋น ์กฐ์ ์ค์์น ์ ์ ์์ ๋ฏธ์ธ ๋ณ์ด๊ฐ ์ฌํ๊ด ์งํ, ๋์ฌ ์ฆํ๊ตฐ, ๋ง์ฑ ์ผ์ฆ์ฑ ์งํ์ ๋ฐ๋ณ๋ฅ ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ํญ์ฆ์ํค๋ ์ง์ ์ ์ธ ์ ์ ์ ๋๋ผ์ด๋ฒ์์ ์ค์ฆํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ํ์ก ์ ํน์ ๋์ฌ ๋ฌผ์ง์ ๋๋ ๋ณํ๊ฐ ์ง๋ณ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์๋๋ผ '์์ธ' ๊ทธ ์์ฒด์์ ์ ์ ์ฒด ์ฝ๋๋ก ํ์ ํ ์พ๊ฑฐ์ ๋๋ค. 4. ๋๊ท๋ชจ ์ง๋จ ์ ์ ํ(Population Genomics) ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ๊ณ ๋ํ ๋ณธ ๋ฉ๊ฐ ์ค๋ฏน์ค ๋ฉํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ๊ธ๋ก๋ฒ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋น์ฆ๋์ค์ ์ ๋ฐ ์ํ ์ฐ์ ์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๋ ๋งค์ฐ ๋ ๋ณด์ ์ ๋๋ค. 61๋ง ๋ช ์ ๊ฒฐํฉ ์ํจํ ์ด์ ํจ๋ ์์น์ ๋์ฌ์ฒด-์ง๋ณ ์ธ๊ณผ ์ถ๋ก ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ ํ์์ ์ ํด์๋ ์ ์ ์ฒด ์นฉ ๋ฐ์ดํฐ๋ VCF ์์ด ์ ๋ณด๋ง ์ ๋ ฅ๋๋๋ผ๋ ํฅํ ๋ง์ฑ ๋์ฌ ์งํ์ผ๋ก ์ดํ๋ ์ ์ฌ์ ์ํ๋๋ฅผ ์ด์ ๋ฐ ์ฐ์ฐํด๋ด๋ ํต์ฌ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ผ๋ก ์๋ํฉ๋๋ค. ์ด๋ ๊ฐ์ง ์ง๋ณ ์ ๋ ์ ํธ(Confounding Noise)๋ฅผ ์๋ฒฝํ ์ ๊ฑฐํ ์ด๊ณ ํด์๋ ๋ค์ ์ ์ ์ํ ์ค์ฝ์ด(PRS) ์ฐ์ถ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝํ๋ ๋ฐ ํ์์ ์ธ ๋ฐฑ๋ณธ ์์ฐ์ด๋ฉฐ, ๋์ฌ ๊ฒฝ๋ก๋ณ ์ ์ฝ ํ๊ฒ(Target Discovery) ๋ฐ๊ตด์ ๋ฆฌ๋ ํ์์ ํ์ ์ ์ผ๋ก ์์ถํ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋๊ท๋ชจ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ์ค๋ฏน์ค(Population Genomics)์ ๋์ฌ์ฒดํ(Metabolomics)์ ์ํ์ ์ธ๊ณผ ์ถ๋ก ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉํ์ฌ '๋์ฌ ํํํ์ ์ ์ ์ ์ธ๊ณผ์ฑ ๋คํธ์ํฌ(Genetic Causal Architecture)'๋ฅผ ์ ๋ ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ์ข์๋ณ ๋์ฌ์ฒด ์ฐ๊ด์ฑ ๊ฐ์ค์น ํ๋ ฌ๊ณผ MR ๋ถ์ ํต๊ณ ์์น๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ๋์ฉ๋ ์์ VCF ํํฐ๋ง ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ํ์ ๋ง์ถคํ ๋ง์ฑ ์งํ ์กฐ๊ธฐ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์์ธก ์ ํ๋๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝ์ ๊ฒฝ๊ทผ์ก๊ณ ์ ์ ์ ๊ต์ ์ ์์ฒด์ญํ์ ์๋์ง: SMA ํ์๋ฅผ ์ํ ๊ฒฝ๋ ์จ์ด๋ฌ๋ธ ์ธ๊ณจ๊ฒฉ ๋ก๋ด ๊ธฐ๋ฐ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ-๊ทผ์ฌ์ ๋น๋ ๋ณํ ๊ธฐ์
1. SMN ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ณต๊ตฌ์ ํ๊ณ์ ์์ฒด์ญํ์ (Mechanobiological) ์๊ทน์ ๊ณต๋ฐฑ ์ฒ์์ฑ ๊ทผ์์ถ์ฆ(Spinal Muscular Atrophy, SMA)์ SMN1 ์ ์ ์์ ๊ฒฐ์์ผ๋ก ์ธํด ์ฒ์ ์ด๋ ๋ด๋ฐ์ด ์ฌ๋ฉธํ๊ณ ์ ์ ๊ทผ์ก์ด ์์ถ๋๋ ์น๋ช ์ ์ธ ํฌ๊ท ์ ๊ฒฝ๊ทผ์ก ์งํ์ ๋๋ค. ์คํ๋ผ์(ASO)๋ ์กธ๊ฒ์ค๋ง(AAV ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ์ ๋์ฒด ์๋ฒ)์ ๋์ ์ผ๋ก ์ฒด๋ด SMN ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ์ ๋ณต๊ตฌํ๋ ์์น์ฑ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ด ์คํ๋์์ผ๋, '์ด๋ฏธ ์์ถ๋ ๊ทผ์ฌ์ ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ฌ๊ฑด'์ด๋ผ๋ ๊ฑฐ๋ํ ์ฅ๋ฒฝ์ด ๋จ์์ต๋๋ค. ๋ด๋ฐ์ ์ ํธ๊ฐ ์ด์๋๋๋ผ๋ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ ๋นํ์ฑํ ์ํ์๋ ์์ ํ์์ ๊ทผ๊ณจ๊ฒฉ๊ณ๋ ์ค์ค๋ก ๊ทผ์ฌ์ ๋น๋(Hypertrophy)๋ฅผ ์ ๋ํ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์๊ทน์ ์์ฑํ์ง ๋ชปํด, ์ ์ ์ ๊ต์ ์ ์ด์ ์ด ์ค์ ๋ณดํ ๋ฐ ๋ ๋ฆฝ์ ์ด๋ ๋ฅ๋ ฅ ํฅ์์ผ๋ก ์๋ฒฝํ ์ ์น๋์ง ๋ชปํ๋ ์์์ ๋ณ๋ชฉ์ ๊ฒช์ด์์ต๋๋ค. 2. ์๋์ ์ ํญ ์ ๋ํ ์ธ๊ณจ๊ฒฉ(Exoskeleton) ์ํคํ ์ฒ์ ๋ถ์ ์ญํ์ ์ธ๊ณผ์ฑ ์ด์ (5์ 20์ผ) ์ Nature์ ๋ฐํ๋ ํ์ ์ ์์ ๋ณด๊ณ ๋ ์ ์ ์ ์น๋ฃ๋ฅผ ์๋ฃํ ์์ ํ์์ ์ ์ฒด์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ์ํยท๊ฒฝ๋ํ๋ ์ค๋งํธ ์จ์ด๋ฌ๋ธ ์ธ๊ณจ๊ฒฉ ๋ก๋ด ํ๋์จ์ด๋ฅผ ๋์ ํ์ต๋๋ค. ์ด ์์คํ ์ ํ์์ ์์ง์์ ๋ณด์กฐํ๋ ๋จ์ ์๋ํ ๋ก๋ด๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ, ํ์์ ์๋์ ๋ณดํ ๊ถค์ ์ ์ค์๊ฐ ์ผ์ฑํ์ฌ ๊ฐ ๊ทผ์ก ๊ทธ๋ฃน์ ๋ฐ๋ฌ ๋จ๊ณ์ ๋ง์ถฐ ๋ฏธ์ธํ ์ญ๋ฐฉํฅ ๋ฌผ๋ฆฌ ์ ํญ(Targeted Mechanical Resistance)์ ์ ๊ณตํ๋๋ก ์ค๊ณ๋์์ต๋๋ค. ์ด ์๋์ ์ญํ ์๊ทน์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ๋ก ๋ณต๊ตฌ๋ ์ด๋ ๋ด๋ฐ์ ์ ๊ฒฝ ๋ฐํ(Neuronal firing)๋ฅผ ๊ฐ์ ๋ก ์ด์งํ๊ณ , ๊ทผ์ก ์ค๊ธฐ์ธํฌ(Satellite cells)๋ฅผ ์๊ทนํ์ฌ ์์ฒด ๋ด SMN ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณต๊ธ ํธ์ฌ์ ์ธํฌ ๊ธฐ๊ณ์ ์๊ทน(Mechanotransduction) ๊ฐ์ ๋ถ์ ์ญํ์ ์๋์ง๋ฅผ ์์ฑํ๋ ํต์ฌ ์ํคํ ์ฒ์์ต๋๋ค. 3. ๋ค๊ธฐ๊ด ์์ ์ค์ฝ์ด 30% ์์น๊ณผ ์ด๋ ๋จ์(Motor Unit) ํ์ฑํ ๋์ญํ ์ค์ ์งํ๋ ์์ ์ํ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด, ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์จ์ด๋ฌ๋ธ ๋ก๋ด ๊ฐ๋ ํ๋กํ ์ฝ์ ๋ณ์ฉํ ์ฝํธํธ ๊ทธ๋ฃน์ ์ ์ ์ ๋จ๋ ํฌ์ฌ ๋์กฐ๊ตฐ ๋๋น ๊ทผ๋ ฅ ๋ฐ ์ด๋ ๊ธฐ๋ฅ ํ๊ฐ ์ ์(CHOP-INTEND ๋ฑ)๊ฐ ํ๊ท 30% ์ด์ ํญ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์์นํ์ต๋๋ค. ๊ณ ํด์๋ ํ๋ฉด ๊ทผ์ ๋(sEMG) ๋ฐ ๋ฐ์ด์ค๋ฉ์นด๋์ค ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ก๋ด ์ ๋์ฑ ์ ๋ฐ ์ ํญ ์ด๋์ ์์ ํ์์ ์ง์ฒด ์๊ฐ(Latency)์ ๋จ์ถ์ํค๊ณ ๋จ์ผ ์ด๋ ๋จ์์ ๋์์จ(Motor unit recruitment kinetics)์ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ์์ฒด๊ณตํ์ ํผ๋๋ฐฑ ๋ฃจํ๊ฐ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ์ฒด๋ด ์์ฐฉ ๋ฐ ๊ธฐ๋ฅ ๋ฐํ ์๋๋ฅผ ํ๋์จ์ด ๋ ๋ฒจ์์ ์ง์ ์ ์ดํ๊ณ ๋์ด์ฌ๋ฆด ์ ์์์ ์ ์ฆํ ์ธ๊ณ ์ต์ด์ ์ค์ฆ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋๋ค. 4. ๋์งํธ-๋ฐ์ด์ค ์ตํฉ(Bio-Hybrid) ์น๋ฃ ํ์ค ๊ท๊ฒฉ ์๋ฆฝ๊ณผ ํ๋ซํผ ์์ธก ์์ง ๊ณ ๋ํ ์ด ํตํฉ ์์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๋ฐ์ด์ค-๋ฉ๋์ปฌ ์๋ฃจ์ ์ฐ์ ๋ฐ ํ๋ซํผ ์ํ๊ณ์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๊ฐ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ ์ด์ ๋ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ([โ 3 ์์ ์ง์ ])์ ์ํ ๊ด๋ฆฌ๋ฅผ ๋จ์ ์ฝ๋ฌผ ์ฒ๋ฐฉ์์ '์์ฒด์ญํ ๊ฒฐํฉํ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ฌํ ํจ๋ฌ๋ค์(Bio-hybrid Therapeutics)'์ผ๋ก ๋ฆฌ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์์ผ๋ก ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ํ๊ฐ ์์ ๋ฐ ์ฝ๊ฐ ์ฐ์ ๋ฐธ๋ฆฌ๋ฐ์ด์ ๋ผ์ธ์์ ์ด๋ฌํ ์์ฒด๊ณตํ์ ๋ณ์ฉ ์ธํ๋ผ์ ํ์ฌ ์ฌ๋ถ๊ฐ ํต์ฌ ํ๊ฐ์งํ๋ก ์์ฉํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ ์ ์ ์ฒด ์น๋ฃ์ ์ ํ๊ณ๋ฅผ ์์ฒด์ญํ ์ ์ด ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ๋ํํ์ฌ '์ ๊ฒฝ-๊ทผ์ก ํตํฉ ํํํ ๋ฐ์ดํฐ(Neuromuscular Phenotypic Data)'์ ๊ธฐ์ ์ ์ธ๊ณผ์ฑ์ ์ ๋ ์ ์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ ์ตํฉ ๋ฐธ๋ฆฌ๋ฐ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๋๋ค. sEMG ์ ํธ ์๋ต ์์น์ ๊ด์ ํ ํฌ ๋ณ๋ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ํฌ๊ท ์งํ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ํ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ๋ฐ ๋น๋ฐ์ด๋ฌ์ค/๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ฑ ๋ฒกํฐ ํจ๋ฅ ์์ธก ์์ง์ ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ์ฅ ๋ ๋ณด์ ์ธ ๋ณตํฉ ๋๋ฉ์ธ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Biotechnology๐ค AI ์์ฝpegRNA ๋ถํด ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ฌด๋ ฅํ: ์งํฅ์ฑ ์งํ(Directed Evolution)๊ฐ ๊ท๋ช ํ ์ธ๊ณต RNA ์์ ํ ๋ชจํฐํ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ผ์ ํธ์ง(Prime Editing) ์๋๋ก ํ์
1. ํ๋ผ์ ์๋ํ ์ ๋น๋์นญ์ ๋ถํด ๋ณ๋ชฉ๊ณผ pegRNA ๋ฐ๊ฐ๊ธฐ์ ํ๊ณ ํ๋ผ์ ์๋ํฐ(PE)๋ ์ด์ค ๊ฐ๋ฅ ์ ๋จ(DSB)์ด๋ ๊ณต์ฌ DNA(Donor) ํ ํ๋ฆฟ ํฌ์ฌ ์์ด๋ ์ํ๋ ์ผ๊ธฐ ์นํ, ์ฝ์ , ๊ฒฐ์ค์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ํํ๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ ์ ์ ์ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ค์ ์์ ๋ฐ ์ ์์ ํ์ดํ๋ผ์ธ์์ ๊ฐ์ฅ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฝ์ ์ '๊ทน๋๋ก ๋ฎ์ ํธ์ง ํจ์จ(Transduction bottleneck)'์ด์์ต๋๋ค. ์ด ์ฅ๋ฒฝ์ ์ค์ฌ์๋ ๋ณต์กํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง ํ๋ผ์ ํธ์ง ๊ฐ์ด๋ RNA(pegRNA)์ 3' ๋ง๋จ ์ฐ์ฅ๋ถ(Extension)๊ฐ ์ธํฌ ๋ด ์์๋ดํด๋ ์์ (Exonuclease)์ ์ํด ์ทจ์ฝํ๊ฒ ๋ ธ์ถ๋์ด, ์๋ํฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ณตํฉ์ฒด์ ๊ฒฐํฉํ๊ธฐ ์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๋ถํด๋์ด ์ฌ๋ผ์ง๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์๋๋ก ์ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ฆฌ ์ก๊ณ ์์์ต๋๋ค. ๊ฐ์ด๋๊ฐ ์ฐข์ด์ง๋ฉด ์ญ์ ์ฌ ํจ์ ๋๋ฉ์ธ์ด ์๋ํ์ง ๋ชปํด ์ต์ข ์ ์ ํ ๊ณ ์ฐฉํ์จ์ด ์ ํ๋ ์๋ฐ์ ์์์ต๋๋ค. 2. ์งํฅ์ฑ ์งํ(Directed Evolution) ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ํตํ ์ต์ ํ ์ธ๊ณต ๋ชจํฐํ ์ํคํ ์ฒ ์๋ฆฝ ์ด์ (5์ 20์ผ) ์ Nature Biotechnology์ ๊ณต๊ฐ๋ ์ด๋ฒ ํ์ ์ฐ๊ตฌ๋ pegRNA์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ํฌ๋ ์ค๊ฑด์ ์ฌ๋ฃ๊ณตํ์ ์ผ๋ก ๋ฐฉ์ดํ๋ ๋ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋ง๋ จํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์๋ฐฑ๋ง ๊ฐ์ ํฉ์ฑ RNA ์์ด ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ ๋ค, ์ธํฌ ๋ด ๋ดํด๋ ์์ ์คํธ๋ ์ค ํ๊ฒฝ์์ ๋๊น์ง ์ด์๋จ๋ ์ต์ ์ ๊ณ ์ฐจ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ ๋ณํ๋ '๊ณ ์ ์งํฅ์ฑ ์งํ(Directed Evolution)' ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ด ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ํตํด pegRNA์ 3' ๋ง๋จ์ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ตํฉ๋์ด ๊ฐ๋ ฅํ ์ ์ฒด์ ์ฅ์ (Steric hindrance)๋ฅผ ํ์ฑํ๋ '์ธ๊ณต RNA ์์ ํ ๋ชจํฐํ(Engineered RNA-stabilizing motif)' ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. ์ด ๋ชจํฐํ๋ ์บก์๋ ๋ด๋ถ ๋ฐ ์ธํฌ์ง ๋ด์์ ๊ฐ์ด๋ RNA์ ๋ฐ๊ฐ๊ธฐ๋ฅผ ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ์ฐ์ฅํ๋ ๋ฐฉํจ ์ญํ ์ ์ํํฉ๋๋ค. 3. ์ ์ ์ฒด ํธ์ง ํจ์จ 200% ์ด์ ํญ๋ฐ์ ์ฆ๊ฐ์ ์คํ ํ๊น ๋ ธ์ด์ฆ ์ ์ด ์์ ํ ๋ชจํฐํ๊ฐ ์ฅ์ฐฉ๋ ์ฐจ์ธ๋ PE ์์คํ ์ ๊ณ ๋๋ ์ง๋ณ ๋ชจ๋ธ ์ธํฌ์ฃผ์ ํฌ์ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ, ํ์ ์ ์ ์ ๊ถค์ ์์์ ์ ๋ฐ ๊ต์ ํจ์จ์ด ๊ธฐ์กด ํ์ค ํ๋กํ ์ฝ ๋๋น 2๋ฐฐ ์ด์(200% ์ด์) ํญ๋ฐ์ ์ผ๋ก ํฅ์๋์์ต๋๋ค. ๋ถ์ ๋์ญํ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, pegRNA์ ์์ฒด ๋ด ์์กด ์๊ฐ์ด ํ๋ณด๋๋ฉด์ ๋จ์ผ ์๋ํฐ ๋ณตํฉ์ฒด๊ฐ ํ์ DNA ์์ด์ ํ์ํ๊ณ ํ๋ผ์ ์ญ์ ์ฌ ๋ฐ์(Extension-annealing kinetics)์ ์์ํ ๋๊น์ง์ '๊ณจ๋ ํ์'์ด ์๋ฒฝํ๊ฒ ํ๋ณด๋จ์ด ์ฆ๋ช ๋์์ต๋๋ค. ๊ณผ๋์ ์๋ํฐ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ํฌ์ฌํ์ง ์๊ณ ๋ ๋์ ์ ํจ ํธ์ง๋ฅ ์ ๋ฌ์ฑํ ์ ์์ด, ๊ณ ์ง์ ์ธ ์คํ ํ๊น(Off-target) ์ ์ ๋ ์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ๊น์ง ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์์ค์ผ๋ก ํต์ ํ๋ ์๋์ ์ธ ์์ ์ฑ์ ์ค์ฆํ์ต๋๋ค. 4. ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ RNA ์์ ํ ๋ฐฑ๋ณธ ํ๋ฆฝ๊ณผ ํ๋ซํผ ์ธ๊ณต ์ ์ ์ ์ค๊ณ ๊ฐ์ํ ์ด ๊ตฌ์กฐ ์ ์ ํ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ฐ์ ๋ฐ ํ๋ซํผ ์ํ๊ณ์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๊ฐ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ ์ด์ ๋ '๊ฐ์ด๋ RNA ๋ถํด ๋ฐฉ์ง์ฉ ํ์ค ํ๋ฌ๊ทธ์ธ(Plug-in Backbone)'์ ๋ถ์ ์์ด ์คํ์ ํ๋ณดํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์ด ์ธ๊ณต ๋ชจํฐํ๋ ํ๋ผ์ ์๋ํ ์ ๋์ด base ์๋ํฐ, CRISPRa/i, mRNA ์น๋ฃ์ ๋ฑ ์ํ RNA ๊ตฌ์กฐ์ฒด๊ฐ ํ์์ ์ธ ๋ชจ๋ ํต์ฐ ์์ฝํ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ฆ๊ฐ ์ด์ํ์ฌ ๋ฐ๊ฐ๊ธฐ๋ฅผ ํ๋ํ ์ ์๋ ๋ฒ์ฉ ํ๋์จ์ด ํด์์ ๋๋ค. ์ด๋ ํ์ฅ๋์ด ๋น๋ ์ค์ด์ BioArx ํ๋ซํผ ๋ด์ ๊ฐ์ด๋ RNA ๋์์ธ ๋ชจ๋์ '์ธํฌ ๋ด mRNA/ncRNA ๋ฐ๊ฐ๊ธฐ ๋ฐ ํธ์ง ํจ์จ ๊ฐ์ ์์ธก ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ'์ ์ด์ํ์ฌ, ๋ถ์ ๊ฐ์์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํฌ์ฌ๋์ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ถ๋ ์ ํจ ๊ต์ ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ ๋ณด์ ์ธ ์ธ๊ณต ๊ฒ๋ ์์ง๋์ด๋ง ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ 'ํฉ์ฑ RNA์ ํ์ฒ์ ๋ฌผ๋ฆฌ ๊ตฌ์กฐ ๋ณํ(Structural RNA Stabilization)'์ ์งํฅ์ฑ ์งํ ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ค์ฆํ์ฌ, ๊ฐ์ด๋ ๋ถํด ์ฅ๋ฒฝ์ ํ๋์จ์ด ๋ ๋ฒจ์์ ๋ฐ์ด ๋ธ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ [- ์๋ช ์ ์ฝ๋] R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ๋ชจํฐํ ์์ด ๊ณ ์ฐจ ๊ธฐํํ์ ์ขํ์ ๋ถํด ์๋๋ก ์ ๋ ์์น๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ๊ณ ํจ์จ rna ๋ฐฑ๋ณธ ํฉ์ฑ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ์น๋ฃ์ฉ ๋ฒกํฐ ์ ๋ฌ ์์คํ (BioArx ํ๋ซํผ์ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ๊ณ ๋ํ ๋ ์ด์ด)์ ์ต์ ํํ๋ ๋ฐ ์๋ฒฝํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์๋ฆฌ๋ ์ํจํ ์ด์ (Imputation)์ ํ๊ณ ๋ํ: ๋กฑ๋ฆฌ๋ ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด(SV) ๋ ํผ๋ฐ์ค ํจ๋์ด ๊ท๋ช ํ ๋ณตํฉ ํ์ง ์ ์ฅ ์ฐ๊ด ๋ถ์(GWAS) ํ์
1. ์ ์ ์ฒด ์ํ์ง๋์ ๊ธฐ์กด SNP-GWAS์ ์ ์ ๋ ฅ(Missing Heritability) ๋ณ๋ชฉ ์ธ๊ฐ์ ๋ณตํฉ ํ์ง ๋ฐ ๋์น์ฑ ์งํ์ ์๋น ๋ถ๋ถ์ ์ ์ ์ฒด ์์์ 50bp ์ด์ ํฌ๊ฒ ์ผ์ด๋๋ ๋๊ท๋ชจ ์ฝ์ , ๊ฒฐ์ค, ์ญ์, ์ค๋ณต ๋ฑ์ '๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด(Structural Variation, SV)'์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋ฉ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ง๊ธ๊น์ง์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ด ๋ถ์(GWAS)์ ์ ์ ์ฒด ์นฉ(Microarray)์ด๋ ์ ํด์๋ ์๋ฆฌ๋(Short-read) ์ํ์ฑ์ ํตํ ๋จ์ผ์ผ๊ธฐ ๋คํ์ฑ(SNP) ๋ง์ปค์ ์์กดํด ์์ต๋๋ค. ์๋ฆฌ๋์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ฐ๊ฒฝ์ ๋์ด์๋ ๋ฐ๋ณต ์์ด์ด๋ ๋ณต์กํ SV ๊ตฌํ์ ์๋ฒฝํ ๋ธ๋ผ์ธ๋ ์คํ(์ํ์ง๋)์ผ๋ก ๋จ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์๋ง์ ์ง๋ณ์ ์์ธ์ ์๊ณ ๋ ์์ด ์์์ ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํ๋ '์์ด๋ฒ๋ฆฐ ์ ์ ๋ ฅ(Missing Heritability)'์ ์น๋ช ์ ์ธ ๋ณ๋ชฉ์ ์ผ๊ธฐํ์ต๋๋ค. 2. ๋กฑ๋ฆฌ๋ ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฐ SV ์ํจํ ์ด์ ํจ๋ ์๋ฆฝ: SNP ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ SV ์ค์ผ์ผ๋ก ๋ณด๊ฐ ์ด์ (5์ 20์ผ) ์ Nature Genetics์ ๊ณต๊ฐ๋ ์ด๋ฒ ๊ธฐ๋ ๋น์ ์ธ ์ ์ ์ฒดํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ธ๊ณ ๋๊ท๋ชจ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ์ '์ฅ๊ธฐ ์ฝ๊ธฐ ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ(Long-read assemblies)' ์์ฒ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ณ ํด์๋๋ก ํด๋ ํ์ฌ ์๋ง ๊ฐ์ ๋ฏธ์ธ SV ๋ง์คํฐ ์นดํ๋ก๊ทธ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด ์ ์ ์ฒด ์ํ๋ผ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก, ๊ธฐ์กด์ ๋ณด์ ํ๊ณ ์๋ ์ ๋ ดํ ๋จ์ผ์ผ๊ธฐ ๋คํ์ฑ(SNP) ์ค์ผ์ผ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ง ์ฃผ์ ํ๋ฉด ๊ทธ ์ฃผ๋ณ์ ๊ฒฐํฉ๋ ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด(SV) ์์ด์ 99% ์ด์์ ์ ๋ขฐ๋๋ก ๊ฐ์ ๋ณต์ํด๋ด๋ '์ฐจ์ธ๋ SV ์ํจํ ์ด์ (Imputation, ๋ณด๊ฐ) ๋ ํผ๋ฐ์ค ํจ๋ ๋ฐ ์น ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ํ๋ ์์ํฌ'๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. 3. ๋ณตํฉ ํ์ง-SV ์ฐ๊ด์ฑ ๋งคํ: ๋์ณค๋ ์ข ์ ๋ฐ ๋์ฌ ์งํ ์ ์ ํ ์ ํธ์ ํ๋ฉดํ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด ์ด๊ณ ํด์๋ ๋ณด๊ฐ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๋ฉ๊ฐ ์ฝํธํธ GWAS ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ, ์๋ฐฑ ๊ฐ์ง์ ์ธ์ฒด ๋ณตํฉ ํ์ง ๋ฐ ๋์น์ฑ ์งํ์ ์ ๋ํ๋ ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด ๊ฐ์ ์ง์ ์ ์ธ ํต๊ณ์ ์ธ๊ณผ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ฌด๋๊ธฐ๋ก ์๋ณํ์ต๋๋ค. ๊ธฐ๋ฅ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ํจํ ์ด์ ๋ SV๋ค์ ์ ์ ์์ ์ฝ๋ฉ ์์ญ์ ์ง์ ํ๊ดดํ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ, ๋น์ํธํ ์์ญ(Non-coding)์์ ์ผ์์ง 3์ฐจ์ ํ ํด๋ก์ง๋ฅผ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ์ฌ ํ๋ฅ์ ์ข ์ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ ํญ์ฃผ์ํค๋ ์๋ฅ ๋๋ผ์ด๋ฒ(Epigenetic Driver) ์ญํ ์ ์ํํ๊ณ ์์์ด ๋ฐํ์ก์ต๋๋ค. ์ด๋ ๊ณผ๊ฑฐ ๋ฌด์์์ ๋ ธ์ด์ฆ๋ '์ ์๋ฏธํ์ง ์์ SNP'๋ก ๋ฒ๋ ค์ง๋ ๋ฐ์ดํฐ ์์์ ์ง์ง ๋ณ์ธ ์ ์ ์๋ฅผ ์์์ํจ ์พ๊ฑฐ์ ๋๋ค. 4. ์ ๋น์ฉ ๋๊ท๋ชจ SV ๋ถ์ ํด์ ํ๋ฆฝ๊ณผ AI ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ ์ ์ ํด์๋ ๊ทน๋ํ ์ด ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ์ค๋ฏน์ค(Population Genomics) ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋น์ฆ๋์ค์ ์ ๋ฐ ์ํ ํ๋ซํผ ์ฐ์ ์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๊ฐ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ ์ด์ ๋ ๋น์ผ ๋กฑ๋ฆฌ๋ ์ํ์ฑ์ ๋ชจ๋ ํ์์๊ฒ ์ํํ์ง ์๊ณ ๋, '๊ธฐ์ฑ SNP ๋ฐ์ดํฐ ์ฌํ์ฉ'๋ง์ผ๋ก ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด ๊ธฐ๋ฐ ์ํ๋ ์์ธก ์ค์ฝ์ด(PRS)๋ฅผ ์ด์ ๋ฐ ์ฐ์ถํ ์ ์๋ ํ์ค ํ๋กํ ์ฝ์ ์ ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋๊ท๋ชจ ์ง๋จ ์ ์ ํ ๋ฐ์ดํฐ ์์์ '๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ์ ์ฐ์ฐ์ ๊ณ ํด์๋ํ(Computational Super-Resolution)'๋ฅผ ๋กฑ๋ฆฌ๋ ๋์กฐ ํจ๋ ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ค์ฆํ์ฌ, ์๋ฆฌ๋ ์ ์ ์ฒด์ ์ํ์ง๋๋ฅผ ์ ๋ฐ ํ๊ฒฉํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ [- ์๋ช ์ ์ฝ๋] R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด๋ณ ์ฐ๊ด์ฑ ๊ฐ์ค์น ํ๋ ฌ๊ณผ ๋ณด๊ฐ ์ค์ฝ์ด ์ปท์คํ(Cut-off) ์์น๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ๋์ฉ๋ ์ ์ ์ฒด ์์ฒ ๋ฐ์ดํฐ ์ํจํ ์ด์ ์์ง ๋ฐ ์/๋์ฌ์ฑ ๋์น ์งํ ์กฐ๊ธฐ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ํด์๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝํด๋ก ์ฑ ์กฐํ์ฆ(CHIP)์ ์จ์ ์กฐ์ ์: UK ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ WGS ๊ณ ํด์๋ ๋ถ์์ ํตํ ๋ณต์ ์ค๋ฆฝ ์์ค ์ดํ์ ํฉ(cnLOH)๊ณผ ํฌ๊ท ์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด์ ์ธ๊ณผ์ฑ ๊ท๋ช
1. ํด๋ก ์ฑ ์กฐํ์ฆ๊ณผ ๋ชจ์์ดํฌ ์ผ์์ฒด ๋ณ์ด(mCA) ๋ถ์์ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ ๋์ด๊ฐ ๋ค๋ฉด์ ํ์ก ์ธํฌ์ ์ผ๋ถ๊ฐ ํน์ ๋์ฐ๋ณ์ด๋ฅผ ํ๋ํ์ฌ ๊ณผ๋ํ๊ฒ ์ฆ์ํ๋ ํด๋ก ์ฑ ์กฐํ์ฆ(Clonal Hematopoiesis)์ ๋ฐฑํ๋ณ๊ณผ ๊ฐ์ ํ์ก์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฌํ๊ด ์งํ์ ๋ฐ๋ณ๋ฅ ์ ํญ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ์ํค๋ ํต์ฌ ์ธ์์ ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ํ์์ ๋ฐํ์๋ ์ธํฌ ๋ถ์ด ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ '๋ชจ์์ดํฌ ์ผ์์ฒด ๋ณ์ด(Mosaic Chromosomal Alteration, mCA)'๊ฐ ์๋ฆฌ ์ก๊ณ ์์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ธฐ์กด์ ๋ง์ดํฌ๋ก์ด๋ ์ด(Microarray)๋ ์ ํด์๋ ์ํ์ฑ ๋ฐฉ์์ ์ธํฌ ์ง๋จ ๋ด์ ๊ทน์์ ๋น์จ(Low cell fraction)๋ก ์กด์ฌํ๋ mCA๋ฅผ ์ก์๋ผ ์ ๋ฐ๋๊ฐ ๋ถ์กฑํ์ต๋๋ค. ํนํ ์ ์ ์ฒด์ ์ ์ฒด ์นดํผ ์(Copy number)๋ ์ ์ง๋์ง๋ง ๋ถ๋ชจ ํ์ชฝ์ ์ ์ ์ํ์ผ๋ก๋ง ๋์ฒด๋๋ '๋ณต์ ์ค๋ฆฝ ์์ค ์ดํ์ ํฉ(Copy-Neutral Loss-of-Heterozygosity, cnLOH)' ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด๊ฐ ์ด๋ค ์ ์ ์ ๋๋ผ์ด๋ฒ์ ์ํด ํด๋ก ์ฑ ํ์ฅ์ ์ผ์ผํค๋์ง ํ์ ํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์ฒด ํ๊ณ์ ๊ฑฐ๋ํ ๋์ ์์ต๋๋ค. 2. UK ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ WGS ์ฌํด๋ : 43,617๊ฐ์ mCA ๋ฐ๊ตด๊ณผ cnLOH์ ์ ์ ์ ์ฐ๊ด์ฑ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ธ๊ณ ์ต๋ ๊ท๋ชจ์ ๋ณด๊ฑด ์๋ฃ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ธ UK ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ(UK Biobank)์ ๋ฑ๋ก๋ ์์ญ๋ง ๋ช ์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ(WGS) ์์ฒ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ฒด ๊ฐ๋ฐํ ์ด๊ณ ํด์๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ผ๋ก ์ ๋ฉด ์ฌ๋ถ์ํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๊ธฐ์กด ์คํฌ๋ฆฌ๋์์ ์์ ํ ๋๋ฝ๋์๋ 43,617๊ฐ์ ๋ฏธ์ธ ๋ชจ์์ดํฌ ๋ณ์ด๋ฅผ ์๋กญ๊ฒ ๋ฐ๊ตดํ๋ ์พ๊ฑฐ๋ฅผ ์ด๋ฃฉํ์ต๋๋ค. ๋ถ์ ์ญํ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ด ์ค ์๋น์๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ cnLOH ํํ์ ๋ณ์ด๋ค์ด ๋ฌด์์๋ก ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ด ์๋๋ผ, ์์ฒด ๋ด์ ์์ฃผ ๋๋ฌผ๊ฒ ์กด์ฌํ๋ 'ํฌ๊ท ๋จ๋ฐฑ์ง ์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด(Rare protein-coding variant)'์ ๋งค์ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ํต๊ณ์ ์ฐ๊ด์ฑ์ ๋งบ์ผ๋ฉฐ ํน์ ์ผ์์ฒด ๊ถค์ ์ ์ง์ ๋๋ค๋ ์ ์ ์ ๊ท์น์ฑ์ ์ต์ด๋ก ์ฆ๋ช ํ์ต๋๋ค. 3. ๊ธฐ๋ฅ ์์ค ๋ณ์ด(LoF)์ ํธํฅ์ฑ๊ณผ ํด๋ก ํ์ฅ์ ๋์ญํ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ํ๊ตฌ๋ ํน์ ํฌ๊ท ์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด๊ฐ ์ ์ ์์ ๋์ฌ ๋ฐ ์ข ์ ์ต์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ฝํ์ํค๋ '๊ธฐ๋ฅ ์์ค(Loss-of-Function, LoF)'์ ์ ๋ํ๋ค๋ ์ฌ์ค์ ๋ฐํ ์ ์ ๋๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, ํน์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์์ LoF ๋ณ์ด๋ฅผ ๊ฐ์ง ์กฐํ๋ชจ์ธํฌ๊ฐ ์ฒด์ธํฌ ๋ถ์ด ์ค ์ฒด์ธํฌ ์ฌ์กฐํฉ(Somatic recombination)์ ํตํด ์ ์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์๋ฅผ ์๊ณ ๋ณ์ด๋ ์ ์ ์ํ๋ง ๋ ์นดํผ๋ก ๋ณต์ ํ๋ cnLOH ํ์์ ์ผ์ผํค๋ฉด, ํด๋น ์ธํฌ๋ ์ข ์ ์ต์ ์ฅ๋ฒฝ์ด ์์ ํ ๋ฌด๋์ง๋ฉฐ ๋ฌด์๋ถ์์ ํด๋ก ํ์ฅ(Clonal expansion) ๋ฅ๋ ฅ์ ํ๋ํ๊ฒ ๋ฉ๋๋ค. ์ด ๋ฐ๊ฒฌ์ ์กฐํ๊ณ ์ธํฌ์ ์ ํ์ ์์กด ์ฐ์(Fitness advantage)๊ฐ ์ด๋ป๊ฒ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ๋๋์ง๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๋ช ํํ ์ธ๊ณผ์ ์ฆ๊ฑฐ์ ๋๋ค. 4. ๊ฐ์ง ํ์ก์ ์ ๋ ์ ํธ ํํฐ๋ง๊ณผ ์ ๋ฐ ์ก์ฒด ์๊ฒ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ต์ ํ ์ด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ ์ ์ฒด ์ํ๊ณ์ ์ง๋จ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๊ฐ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ ์ด์ ๋ ํ์ก ๊ธฐ๋ฐ '์ก์ฒด ์๊ฒ(Liquid Biopsy) ๋ฐ ์ ์กฐ๊ธฐ ํ์ง ํ๋ซํผ'์ ์์์ฑ/์์์ฑ ํ์ ๊ธฐ์ค์ ์์ ํ ์ฌ์ ๋ฆฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ๊ทธ๋์ ํ์ก์์ ๊ฒ์ถ๋๋ cnLOH๋ mCA๋ ๋จ์ํ ๋ ธํ์ ๋ถ์ฐ๋ฌผ์ด๋ ๋ฌด์์์ ๋ ธ์ด์ฆ๋ก ์ทจ๊ธ๋์ด ์ ํํ ์ํ๋ ์ ๋ํ๊ฐ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ์ต๋๋ค. ๋๊ท๋ชจ WGS ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก 'ํฌ๊ท ์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด์ cnLOH์ ๊ฒฐํฉ ๋ชจ๋ธ'์ด ์ ๋ฆฝ๋จ์ ๋ฐ๋ผ, ํ์์ ํ์ก ๋ถ์ ์ ๋จ์ ๋์ฐ๋ณ์ด์ ์กด์ฌ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ํ์ก์์ด๋ ๊ณจ์์ดํ์ฑ์ฆํ๊ตฐ(MDS)์ผ๋ก ์ดํ๋ ์ํ๋(Score)๋ฅผ ์ด์ ๋ฐ ์์ธกํ ์ ์๊ฒ ๋์์ต๋๋ค. ์ด๋ ์์ ์ง๋จ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ํต์ฌ ์ฌ๊ณผ ์์ง์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ๋ ๋ณด์ ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ์์ฐ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋๊ท๋ชจ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ์ค๋ฏน์ค(Population Genomics) ๋ฐ์ดํฐ ์์์ '๋๋ฌธ ์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด๊ฐ ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด(cnLOH)์ ํด๋ก ์ฑ ํญ์ฃผ๋ฅผ ์ ๋ํ๋ ๋ฒ์น'์ ์ํ์ ยท์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค์ ๋๋ค. 4๋ง ๊ฐ ์ด์์ ์ ๊ท mCA ์ขํ ๋ฐ ์ ์ ์ ๋ณ์ด ์ฐ๊ด์ฑ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๋ด๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ๋์ฉ๋ VCF(Variant Call Format) ๋ฐ์ดํฐ ํํฐ๋ง ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ์ก์ฒด ์๊ฒ ๊ธฐ๋ฐ ๋์น์ฑ ์ ์กฐ๊ธฐ ์ง๋จ ํจ๋ฌ๋ค์(BioArx ๋ฑ)์ ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๋ ๋ณด์ ์ธ ํด์๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋ง์ฑ ๊ฐ์งํ์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ฉด์ญ ์ง๋: ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค๊ฐ ๊ท๋ช ํ MASH ์งํ ๋จ๊ณ๋ณ ๋์์ธํฌ์ ํํํ ์ ์ด ๋ฐ ๋ฌธ๋งฅ ๊ตฌํํ ๊ธฐ์
1. MASH ํจ๋ฌ๋ค์ ์ ํ๊ณผ ๋์์ธํฌ ์ด์ง์ฑ(Heterogeneity)์ ๋์ ๋น์์ฝ์ฌ์ฑ ์ง๋ฐฉ๊ฐ์ผ(NASH)์์ ๋ช ์นญ์ด ๊ฐ์ ๋ ๋์ฌ ๊ธฐ๋ฅ ์ฅ์ ์ฐ๊ด ์ง๋ฐฉ๊ฐ์ผ(MASH)์ ๋จ์ ์ง๋ฐฉ๊ฐ์ ๋์ด ๊ฐ์ฌ์ ํ, ๊ฐ๊ฒฝ๋ณ, ๋์๊ฐ ๊ฐ์ธํฌ์(HCC)์ผ๋ก ์ดํ๋๋ ์น๋ช ์ ์ธ ๋์ฌ์ฑ ๋์น ์งํ์ ๋๋ค. MASH์ ๋ง์ฑ ์ผ์ฆ ๋ฐ์์ ์ฃผ๋ํ๋ ํต์ฌ ์ธํฌ๋ ๊ฐ ๋ด ๋์์ธํฌ(Macrophage)์ด์ง๋ง, ์ด๋ค์ด ๊ฐ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ป๊ฒ ์๊ณํต(Subpopulation)์ผ๋ก ๋ถํํ๊ณ ์ฌ์ ํ๋ฅผ ์ด์งํ๋์ง์ ๋ํ ๋์ญํ์ ๊ฒฝ๋ก์ ๊ณต๊ฐ์ ๋ฐฐ์น ์ ๋ณด๋ ์ ์ ์ฒด ํ๊ณ์ ๊ฑฐ๋ํ ๊ณต๋ฐฑ์ผ๋ก ๋จ์ ์์์ต๋๋ค. 2. ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ์๊ณ์ด ๋ถ์: ์ ์ฌ์ฒด์์ ๋์ฌ์ฒด๊น์ง์ ๋์ ๋งคํ ์ฐ๊ตฌํ์ MASH ์งํ ๋จ๊ณ๋ณ ๋๋ฌผ์ ๊ฐ ์กฐ์ง ๋ฐ ํ์ ์๊ฒ ์ํ์ ๋์์ผ๋ก ๋จ์ผ ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด(scRNA-seq), ๋จ๋ฐฑ์ง์ฒด(Proteomics), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋์ฌ์ฒด(Metabolomics)๋ฅผ ํตํฉ ๋ถ์ํ๋ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค(Multi-omics) ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ง๋ณ์ ์์๋ถํฐ ๋ง๊ธฐ ๊ฐ๊ฒฝ๋ณ์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง ๊ฐ ์ค์ง ๋ด ๋ฉด์ญ ์ธํฌ๋ค์ ์ ์ฌ์ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ์๊ณ์ด๋ก ์ถ์ ํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ฒฐํฉ์ ๋จ์ํ ์ธํฌ ์ข ๋ฅ ๋ถ๋ฅ๋ฅผ ๋์ด, ๋์ฌ ์คํธ๋ ์ค ์ ๋ ์ธ์๋ค์ด ๋์์ธํฌ์ ์ ํธ์ ๋ฌ๊ณ๋ฅผ ์ด๋ป๊ฒ ๊ต๋ํ๋์ง ๋ถ์ ์์ค์์ ์ ๋ํํ์ต๋๋ค. 3. ๋ฌธ๋งฅ ์์ญ(Portal Tract)์ ๊ณต๊ฐ์ ๊ตฌํํ์ GPNMB+ ๋์์ธํฌ์ ๋ฉด์ญํ์ ํน์ด์ฑ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ฐ์ฅ ํต์ฌ์ ์ธ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์งํ์ด ๊ณ ๋ํ๋ ์๋ก GPNMB+ ๋์์ธํฌ๊ฐ ๊ฐ ๋ด ๋ฌธ๋งฅ ์์ญ(Portal tract)์ ํน์ด์ ์ผ๋ก ๋ฐ์งํ๋ '๊ณต๊ฐ์ ๊ตฌํํ(Spatial Compartmentalization)' ํ์์ ๋๋ค. ๊ณต๊ฐ ์ ์ฌ์ฒด(Spatial Transcriptomics) ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ด๋ค GPNMB+ ์ง๋จ์ ๊ฐํ ํญ์ ์ ์ ๋ฅ๋ ฅ(Antigen-presenting capability) ๊ด๋ จ ์ ์ ์๋ค์ ๊ณผ๋ฐํํ๊ณ ์์์ผ๋ฉฐ, ์ฃผ์์ ์ฑ์์ธํฌ(Stellate cells)๋ฅผ ์๊ทนํ์ฌ ์ฝ๋ผ๊ฒ ์นจ์ฐฉ์ ์ ๋ํ๋ ์ฌ์ ํ ์ด์ง์ฑ(Fibrogenic) ํํํ์ ํ๋ํ์์ด ๋ฐํ์ก์ต๋๋ค. ์ฆ, ํน์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์์น๊ฐ ๋์์ธํฌ๋ฅผ ๋ง์ฑ ์ผ์ฆ์ ์งํ๊ด์ผ๋ก ๋ณ๋ชจ์ํค๋ ํธ๋ฆฌ๊ฑฐ์๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. 4. ์นจ์ต์ ์๊ฒ์ ๋์ฒดํ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค์ ์ฌ์ ํ ์ฐจ๋จ ์ ๋ต ์ด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๊ฒฐ์ ์ ์ผ๋ก ์ค์ํ ์ด์ ๋ MASH ์ง๋จ์ ์ต๋ ๋ณ๋ชฉ์ด์๋ '์นจ์ต์ ๊ฐ ์๊ฒ(Liver Biopsy)' ์์ฃผ์ ์ง๋จ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ๋คํ๋ค ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๋ถ์ ํ์ ์ ํ๋ฆฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ๋ฌธ๋งฅ ์์ญ์ ์ถ์ ๋๋ GPNMB+ ๋์์ธํฌ์ ์ ์ฌ์ฒด ํ๋กํ์ผ๊ณผ ์ธํฌ์ธ ๊ธฐ์ง ๋ถ๋น ํจํด์ ํ์์ ํ์ก์์ ๊ฒ์ถ ๊ฐ๋ฅํ ๋น์นจ์ต์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค(Liquid Biopsy) ๊ฐ๋ฐ์ ์ง์ ์ ์ธ ์์ค๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋ํ, ์ด ํน์ ๋์์ธํฌ ์ง๋จ์ ๋ถํ๋ ๋ฌธ๋งฅ ์์ญ์ผ๋ก์ ์ด๋์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ฐจ๋จํ๋ ์ ๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ ๋ฐ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์นด์ธํธ๋ฅผ ์ค๊ณํจ์ผ๋ก์จ, ์ ์์ ์ธ ๋ฉด์ญ ์์คํ ์ ๋ณด์กดํ๋ ๊ฐ๊ฒฝํ๋ก์ ์ดํ๋ง ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ต์ ํ๋ ์ฐจ์ธ๋ ๋์ฌ ์ํ์ ํ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ฐ์ด๋๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ MASH์ ์งํ ๊ธฐ์ ์ '๊ณต๊ฐ์ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค' ์์ค์์ ์ฆ๋ช ํ์ฌ, ๊ฐ ์งํ ๋ฉด์ญ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ์ ๋ฐ ์ง๋๋ฅผ ์์ฑํ์ต๋๋ค. ํนํ GPNMB+ ๋์์ธํฌ์ ๋ฌธ๋งฅ ์์ญ ์ถ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ํ์ ๋ฐ๊ตด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ ํจ์ฑ ๊ฒ์ฆ์ ๋ฌผ๋ก , ๊ฐ์ธ๋ณ ์งํ ์งํ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๋ถ์ ์์ค์์ ๋ถ๋ฅ(Patient Stratification)ํ๋ AI ๋ชจ๋ธ ๊ณ ๋ํ์ ๋งค์ฐ ๊ท์คํ ํ์ต ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๋๋ค.
Diagnostics (Basel, Switzerland)๐ค AI ์์ฝ์ฅ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ์ด(Microbiome) ์ฅ๋ฒฝ์ ํด์ : ๋ถ์ ํฌ๋ฆฌ์คํผ(CRISPR) ์ํ์ฑ ๋ฐ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์ตํฉ ํ ํด๋ก์ง ๋ถ์ ๊ธฐ๋ฐ ์ฅ๋ด๊ฒฐํต(ITB)์ ๋น์นจ์ต์ ์ ๋ ํ์ ํ๋กํ ์ฝ
1. ์ฅ๋ด์ธ ๊ฒฐํต์ ํํํ์ ์ค์ฒฉ ๋ณ๋ชฉ๊ณผ ์ค์ง ์ ๋ ๋ถํ์ํ ์ธ๊ณผ์ ์ ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋ ์ฅ๋ด๊ฒฐํต(Intestinal tuberculosis, ITB)์ ์ํ๊ธฐ๊ณ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ์ก์์ข ์ฑ ์ผ์ฆ์ ์ ๋ฐํ๋ ๋์น์ฑ ๊ท ๋ฅ ๊ฐ์ผ์ฑ ์งํ์ด๋, ๋ณตํต, ์ค์ฌ, ์ฒด์ค ๊ฐ์ ๋ฑ ๊ทน๋๋ก ๋นํน์ด์ ์ธ ์์ ํํํ์ผ๋ก ์ธํด ์ผ์ฆ์ฑ ์ฅ์งํ(IBD)์ธ ํฌ๋ก ๋ณ(Crohn's disease) ๋ฐ ์ ์ฑ ์ฅ์ข ์(GI malignancies)๊ณผ ๋ถ์ยทํํํ์ ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ถ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅ์ ๊ฐ๊น์ ์ต๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ทน์ฌํ ํํํ์ Overlap์ ์ง๋จ์ ๋ฏธ๊ถ(Diagnostic uncertainty)์ ์ผ๊ธฐํ์ฌ ์น๋ฃ ๊ณจ๋ ํ์์ ์ ์ค์ํค๊ณ , ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๋ฉด์ญ์ต์ ์ ์คํฌ์ฝ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒฐํต๊ท ์ ์ ํ์ข ์ด๋ ์ฒ๊ณต, ํ์์ผ๋ก ์ธํ ๊ณ ์ํ ์ธ๊ณผ์ ์์ ์ ๊ฐ์ ํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด์ ์ ์ ์ฒด ์ง๋จ์ ์ค๋ ์ฌ๊ฐ์ง๋์์ต๋๋ค. 2. ๊ณ ๊ฐ๋ ๋ถ์ ํต์ฐ ์ฆํญ ๋ฐ CRISPR ๊ธฐ๋ฐ ๋๋ณ ์ํ์ฑ(Stool Sequencing) ํ๋ ์์ํฌ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์นจ์ต์ ์ธ ๋์ฅ ๋ด์๊ฒฝ ์กฐ์ง ๊ฒ์ฌ์ ํด์๋ ํ๊ณ๋ฅผ ์ฐํํ๊ณ ๋ถ์ ์์ค์์ ๊ฒฐํต๊ท ์ ํ์ ๊ฒ์ถํ๊ธฐ ์ํด GeneXpert MTB/RIF, GeneXpert Ultra, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ CRISPR ๊ธฐ๋ฐ ๋๋ณ ์ํ์ฑ ํ๋ซํผ์ ๋ค์ค ๊ฒฐํฉํ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ์ง๋จ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋๋ณ ์ํ ๋ด์ ๊ทน๋ฏธ๋ ์์กดํ๋ Mycobacterium tuberculosis์ ์๊ทธ๋์ฒ DNA ๊ฐ๋ฅ์ ํ์ํ๊ธฐ ์ํด CRISPR ๊ฐ์ด๋ RNA(gRNA) ๋ํน ์์คํ ์ ์ด์ํ์ต๋๋ค. ํ์ ์์ด ๋ฐ๊ฒฌ ์ ํ์ฑํ๋๋ ๋ณตํฉ์ฒด์ ๋ถ์ฐจ์ ์ ๋จ ์๋คํฑ์ค(Collateral cleavage kinetics)๋ฅผ ์ด๊ณ ์ ์ ์ฐ ํ๋ ํจ์ผ๋ก์จ, ์ธํฌ ์ธ ์ค์ผ ๋ฌผ์ง์ด ํผ์ฌ๋ ๋ณต์กํ ์ฅ๋ด ํ๊ฒฝ ์์์๋ ๊ฒฐํต๊ท ์ ์กด์ฌ ์ ๋ฌด๋ฅผ ๋จ์ผ ์ฌ๋ณธ(Single-copy) ํด์๋๋ก ๋์ ํด ๋ด๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. 3. ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๋ณด์กฐ ์์ ํ ํด๋ก์ง ํด๋ ๊ณผ ์ฝ๋ฌผ๋ํํ ์ค์ฌ ์๋ฐฉ์ ์น๋ฃ ํจ๋ฌ๋ค์ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ข ํฉ ์ง๋จ์ ๋ํ๊ตฌ๋ ํฌ๋ก ๋ณ์ ์ฅ๋ฒฝ ๋นํ ํจํด๊ณผ ์ฅ๋ด๊ฒฐํต ํน์ ์ ๊ถค์ ํํ๋ฅผ ์ปดํจํฐ ๋น์ ์ผ๋ก ๋ถ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํด ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๊ธฐ๋ฐ ๋ฐฉ์ฌ์ ์์ ๋ฐ ๋ด์๊ฒฝ ์๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ํตํฉ ํด์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ ๋ฉด ๋์ ํ๋ค๋ ์ ์ ๋๋ค. AI ์ ๊ฒฝ๋ง์ CT ๋ฐ ๋์ฅ ๋ด์๊ฒฝ ์ด๋ฏธ์ง์ ๋ฏธ์ธ ์กฐ๋๋ฅผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ํ์ฌ ๋ง์ฑ ์ผ์ฆ ๊ตฌํ์ ๊ตฌ์กฐ์ ํ ํด๋ก์ง ์ง๋๋ฅผ ์์ฑํ์ต๋๋ค. ์ค์ฆ ๋ฐธ๋ฆฌ๋ฐ์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ถ์ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ์ฝ๋์ AI ์์ ์ค์ฝ์ด๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋ ํตํฉ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฐ๋ณ ์ด๊ธฐ์ ์ฅ๋ด๊ฒฐํต์ 99% ์ด์์ ์ ํ๋๋ก ์กฐ๊ธฐ ํ์ง(Early detection)ํด ๋์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ์ฑ ํ์ค ํญ๊ฒฐํต ์ฝ๋ฌผ์๋ฒ(Anti-tubercular therapy)์ ์ฆ๊ฐ์ ์ธ ์ฒ๋ฐฉ์ ์ ๋ํ์ฌ ํ์ฐฉ ๋ฐ ๋๊ณต ํ์ฑ ์ ์ ๋ง ์น์ ๋ฅผ ์์ํจ์ผ๋ก์จ ์ธ๊ณผ์ ์์ ๊ฐ์ ๋ฆฌ์คํฌ๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ ํดํ์ต๋๋ค. 4. ๋น์นจ์ต์ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ์ง๋จ ํ์ค ํ๋ฆฝ ๋ฐ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ณ ๋ํ ๋ณธ ๋ถ์ ์ ์ ํ ๋ฐ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์์ ๊ณตํ ๋ฐ์ดํฐ ์ธํธ๊ฐ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ฒด์ธ์ง๋จ(IVD) R&D ์ฐ์ ๊ณผ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋น์ฆ๋์ค์ ๋์ง๋ ์ํฉํธ๋ ๋งค์ฐ ํ๊ดด์ ์ ๋๋ค. ์ํ๊ธฐ ์งํ ์ง๋จ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ฃผ๊ด์ ์ฆ์ ํ๊ฐ์์ '๋๋ณ ๋ด CRISPR ํต์ฐ ํ๋กํ์ผ๋ง ๋ฐ AI ํตํฉํ ๋น์นจ์ต์ ์ ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์ธํ๋ผ'๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์ฅ๋ด ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด ๋ ธ์ด์ฆ ์์์ ์ง์ง ๊ฒฐํต๊ท ์ ๋ ์ ํธ๋ฅผ ์ฌ๊ณผํด ๋ด๋ ์ปดํจํฐ ์ฐ์ฐ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์์น๋, ๋ง์ฑ ์ฅ์ผ ์ฆ์ ํ์์ ์ค์ง์จ์ ์ ๋กํํ๋ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ์์ ํด์๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ์์ ๊ฒ์ฆ ๋ผ์ธ์์์ ์์์ฑ ์์ ํ์ ์ ์ฐจ๋จํ๊ณ ์๋ฐฉ์ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์ ์ ํจ ์ญ์น(Throughput Threshold)๋ฅผ ์ ์ ๊ณ์ฐํจ์ผ๋ก์จ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ์๋ฃ SaaS ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ธํ๊ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์์ถํ ๋ง์คํฐ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ฐ๋๋ ์์ฐ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ผ์ฑ ์งํ ์ ์ ํ์ ์ต๋ ๋์ ์ธ '์ฅ๋ด ํ๊ฒฝ ๋ด ๋ฏธ์ธ ์๋ฌผํ์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ์ ์ค ๋ฐ ์์์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ ์ฅ๋ฒฝ'์ CRISPR ๊ณ ์ ์์ด ๋งคํ๊ณผ AI ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ฒฐํฉ ๊ธฐ๋ฒ์ ํตํด ์ํ์ ์ผ๋ก ์ ๋ ์ค์ฆํ ์ต๊ณ ๋ฑ๊ธ์ [- ์๋ช ์ ์ฝ๋] R&D ์์ฐ์ ๋๋ค. ๊ฒฐํต๊ท ๋ณต์ ์ ๋ณ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ ํ์ถ(Escape) ๊ฐ์ ํ๋ฅ ํ๋ ฌ๊ณผ ์กฐ์ง ๋ณํ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ ์์น๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด, ํฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ์ด๊ณ ๊ฐ๋ ๊ฐ์ผ๋ณ ํ์ฅ์ง๋จ(POCT) ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๋ฐ ํ์ ์ ๋ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๊ธฐ๋ฐ ์ผ์ฆ์ฑ ์ฅ์งํ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ํด์๋๋ฅผ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ณ ๋ํํ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
PloS one๐ค AI ์์ฝAI ์ญ๋ฐฑ์ ํ์ ๋์ฝ: HTLV-1 mRNA ๋ฐฑ์ ์ ์ ๋ฐ ์ค๊ณ์ ์ฒซ ์ฑ๊ณต
##1: HTLV-1, ๋ฒ ์ผ์ ์ธ์ธ ์ ์ ๋ฐ ๋ ํธ๋ก๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ ์ํ ์ธ๊ฐ T-๋ฆผํ๊ตฌ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค 1(HTLV-1)์ ์ธ๋ฅ๊ฐ ๋ฐ๊ฒฌํ ์ต์ด์ ์ข ์ ๋ ํธ๋ก๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ก, ์ฑ์ธ T์ธํฌ ๋ฐฑํ๋ณ/๋ฆผํ์ข (ATL)๊ณผ ๊ฐ์ ์น๋ช ์ ์ธ ํ์ก์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ ๊ฒฝ๊ณ ๋ง๋น๋ฅผ ์ผ์ผํค๋ HAM/TSP์ ์์ธ์ด ๋ฉ๋๋ค. ํ์ง๋ง ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ํน์ ์ ๋ณต์กํ ๋ฉด์ญ ํํผ ์ ๋ต๊ณผ ์์ฃผ ์ ์ ์ฒด๋ก์ ํตํฉ ํน์ฑ ๋๋ฌธ์, ์ง๋ ์์ญ ๋ ๊ฐ ์ ํต์ ์ธ ๋ฐฉ์์ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ์ ๋ฒ๋ฒ์ด ์คํจ์ ๋ฒฝ์ ๋ถ๋ชํ ์์ต๋๋ค. ##2: AI์ ์ญ๋ฐฑ์ ํ: ๋ฉด์ญ์ ์ํธ๋ฅผ ํธ๋ ๋์งํธ ์ค๊ณ๋ ์ฐ๊ตฌํ์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ฅผ ์ง์ ๋ฐฐ์ํ๋ ๋์ , AI ๊ธฐ๋ฐ ์ญ๋ฐฑ์ ํ(Reverse Vaccinology)์ ํตํด ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ ์ ์ฒด์์ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๋ ฅํ '์ํฌ๋ ์ค๊ฑด'์ ์ฐพ์๋์ต๋๋ค. ๋ฉด์ญ์ ๋ณดํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๋์ํด ํญ์์ฑ์ด ๊ฐ์ฅ ๋์ ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ๋ณํ๊ณ , T์ธํฌ์ B์ธํฌ๋ฅผ ๋์์ ์๊ทนํ ์ ์๋ ์ต์ ์ ์ํผํ ํ(Epitope)๋ฅผ ์์ธกํ์ต๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ๊ทน๋ํํ ๋ณด์กฐ์ (Adjuvant)๋ฅผ ๋ง์ปค๋ก ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ฐ๊ฒฐํ์ฌ, ์ธ๊ณต์ ๊ฒฝ๋ง์ผ๋ก ์ต์ ํ๋ ์ฐจ์ธ๋ mRNA ๋ฐฑ์ ์์ด์ ์์ฑํ์ต๋๋ค. ##3: ๊ตฌ์กฐ์ ์์ ์ฑ๊ณผ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ: ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ด ์ฆ๋ช ํ ์ค๊ณ์ ์์ฑ๋ ์ค๊ณ๋ ๋ฐฑ์ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ๊ณ ๋์ 3D ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ ๋ถ์ ๋์ญํ(Molecular Dynamics) ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ํตํด ๊ทธ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ์์ ์ฑ์ด ๊ฒ์ฆ๋์์ต๋๋ค. ํนํ ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด์์ ๋ํน(Docking) ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ณด์กฐ์ ๊ฐ ์์ฉ์ฒด์ ๋งค์ฐ ๊ฐ๋ ฅํ๊ณ ์์ ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉํ์ฌ ํจ์จ์ ์ธ ๋ฉด์ญ ํ์ฑํ๋ฅผ ์ ๋ํ ์ ์์์ด ํ์ธ๋์์ต๋๋ค. ์ด๋ ์ค์ ์์ฐ๊ณผ ์ ์ฅ ์กฐ๊ฑด์์๋ ๋ฐฑ์ ์ด ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ ์งํ ์ ์์์ ์์ฌํ๋ ๊ณ ๋ฌด์ ์ธ ์งํ์ ๋๋ค. ##4: mRNA ํ๋ซํผ์ ํ์ฅ๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ณ ์ข ์์ ํฅํ ๋ฐ๊ฑธ์ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ HTLV-1์ ๋ํ ์ธ๊ณ ์ต์ด์ mRNA ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ์์ผ๋ก์, ๋ ํธ๋ก๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์๋ฐฉ์ ์๋ก์ด ์งํ์ ์ด์์ต๋๋ค. ๋น๋ก ์คํ์ค ์์ค์ ๊ฒ์ฆ(In vitro/In vivo)์ด ๋จ์์์ผ๋, ์ปดํจํฐ ์์์ ๋ณด์ฌ์ค ์๋์ ์ธ ์์น๋ค์ ์ด ์ค๊ณ๊ฐ ์ค์ ์์์ผ๋ก ์ด์ด์ง ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋์ฌ์ค๋๋ค. ์ฑ๊ณต ์, ์ด๋ ์๊ณผ ๋์น์ฑ ์ ๊ฒฝ ์งํ์ ์๋ฐฉ ์ ์ข ๋ง์ผ๋ก ์ฐจ๋จํ๋ '์๋ฐฉ ์๋ฃ์ ํ๋ช '์ ๊ฐ์ ธ์ฌ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋ฉ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ 'AI ๊ธฐ๋ฐ ํญ์ ์ ๋ณ'๊ณผ '๊ตฌ์กฐ ๊ธฐ๋ฐ ๋ฐฑ์ ์ต์ ํ' ๊ณผ์ ์ ๋จ๊ณ๋ณ๋ก ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ํ๋ฅญํ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์ฌ๋ก์ ๋๋ค. ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ ๋ถ์ผ์ AI ๋ชจ๋ธ์ ํ์ต์ํค๊ฑฐ๋, ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ค์ ์คํ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฐ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ ๊ณ ํ์ง ๋ฐ์ดํฐ์ ์ผ๋ก ํ์ฉ ๊ฐ์น๊ฐ ๋งค์ฐ ๋์ต๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์ ์ ์ฒด์ '์ ํฌ DNA', ๋ฐฑํ๋ณ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ์ด๋ช ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค: ์ ์ด ์์์ ํฌ๋ก๋งํด ์ฌ๊ตฌ์ฑ
##1: ๋ฐฑํ๋ณ ์ฌ๋ฐ์ ํต์ฌ, ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ฑ๊ณผ ๋ฐ๋ณต DNA์ ์จ๊ฒจ์ง ์ฐ๊ฒฐ๊ณ ๋ฆฌ ๊ธ์ฑ ๊ณจ์์ฑ ๋ฐฑํ๋ณ(AML) ์น๋ฃ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ฑธ๋ฆผ๋์ ๊ฐ๋ ฅํ ํญ์ ์น๋ฃ์๋ ์ด์๋จ์ ์ฌ๋ฐ์ ์ผ์ผํค๋ ๋ฐฑํ๋ณ ์ค๊ธฐ์ธํฌ(LSC)์ ์กด์ฌ์ ๋๋ค. ๊ทธ๋์ ๋ง์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ฝ๋ฉ ์ ์ ์์ ๋ณ์ด์ ์ง์คํด ์์ผ๋, ์ฌ์ ํ LSC์ ๋ ํนํ ์ค๊ธฐ์ฑ ์ ์ง ๊ธฐ์ ์ ์์ ํ ์ค๋ช ํ๊ธฐ์๋ ๋ถ์กฑํจ์ด ์์์ต๋๋ค. ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ฒด์ ์๋น ๋ถ๋ถ์ ์ฐจ์งํ๋ฉด์๋ ๊ทธ ๊ธฐ๋ฅ์ด ๋ฒ ์ผ์ ์ธ์ฌ์๋ '์ ์ด ์์(Transposable Elements, TE)'๋ผ๋ ๋ฐ๋ณต DNA ์ํ์ค์์ ๊ทธ ํด๋ต์ ์ฐพ์์ต๋๋ค. ##2: ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ์ง๋๋ก ๋ฐํ๋ธ ์ ์ด ์์(TE)์ ์ฌ๊ตฌ์ฑ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ ์ ํ์ก์ธํฌ์ ๋ค์ํ AML ํ์ ์ํ์ ๋์์ผ๋ก 'ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ(Chromatin Accessibility)'์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ง๋ํํ์ต๋๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ฐฑํ๋ณ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์์๋ง ํน์ด์ ์ผ๋ก ํฌ๋ก๋งํด ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์ด๋ฆฌ๊ฑฐ๋ ๋ซํ๋ ํน์ TE ์ํ(Subfamily)๋ค์ด ๋ฐ๊ฒฌ๋์์ต๋๋ค. ์ด๋ ์ ๋ค์ด ์๋ ์ ์ด ์์๋ค์ด LSC์์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ๊นจ์ด๋ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ฑ์ ์ ์งํ๋ ์ ์ ์ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ํ์ฑํํ๋ '์กฐ์ ์ค์์น'๋ก ์ฌ๊ตฌ์ฑ๋์์์ ์๋ฏธํฉ๋๋ค. ##3: ์์์ ์ํ์ ์ ๋ฐ ์์ธก: TE ์๋ช ์ ์ง๋จ์ ๊ฐ์น ์ด๋ฌํ ์ ์ด ์์๋ค์ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ํจํด์ ๋จ์ํ ์๋ฌผํ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ๋์ด ๊ฐ๋ ฅํ ์์์ ์์ธก๋ ฅ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ์์ต๋๋ค. ํน์ TE ์๋ช ์ ๋ณด์ ํ ํ์ ๊ตฐ์ ๊ธฐ์กด์ ํ์ค ์น๋ฃ์ ๋ํ ๋ฐ์๋๊ฐ ํ์ ํ ๋ฎ์์ผ๋ฉฐ, ์ฌ๋ฐ ์ํ์ด ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ์๋ฏธํ๊ฒ ๋์์ต๋๋ค. ์ด๋ TE์ ์ํ๋ฅผ ํ์ธํ๋ ๊ฒ๋ง์ผ๋ก๋ ํ์์ ์ํ๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ง๋จํ๊ณ , ๊ณ ์ํ๊ตฐ์ ์กฐ๊ธฐ์ ์ ๋ณํ ์ ์๋ ์๋ก์ด ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค์ ํ์์ ์๊ณ ํฉ๋๋ค. ##4: ํ์ฑ์ ์ ํ์ ํ์ ์น๋ฃ์ ์๋ก์ด ์งํ ์ด๋ฒ ๋ฐ๊ฒฌ์ ๋ฐฑํ๋ณ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ์ค๊ธฐ์ฑ(Stemness)์ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก ํ๊ฒฉํ ์ ์๋ ์๋ก์ด ์น๋ฃ ์ ๋ต์ ์ ์ํฉ๋๋ค. ์ ์ ์ ๋ณ์ด ์์ฒด๋ฅผ ๊ณ ์น๋ ๊ฒ์ ์ด๋ ต์ง๋ง, TE์ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ์ฝ๋ฌผ์ ํตํด LSC์ ์์กด ์์ง์ ์ฐจ๋จํ๋ ๋ฐฉ์์ ๋๋ค. ํฅํ TE ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ๋ฐ ์ง๋จ๊ณผ ํ์ ์น๋ฃ๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋๋ค๋ฉด, AML์ ์ฌ๋ฐ๋ฅ ์ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ถ๊ณ ํ์ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ์ ์์ฑ๋๋ฅผ ๋์ด๋ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ ๊ณ๊ธฐ๊ฐ ๋ ์ ๋ง์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋น์ํธํ ์์ญ(Non-coding region)์ ์ ์ด ์์๊ฐ ์ง๋ณ์ ์งํ๊ณผ ์น๋ฃ ์ ํญ์ฑ์ ์ด๋ป๊ฒ ๊ด์ฌํ๋์ง ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ์ค์ฆ์ ์ฌ๋ก์ ๋๋ค. ํ์ฑ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ(ATAC-seq ๋ฑ)์ ์์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ๋์น์ฑ ์งํ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ท๋ช ํ๋ ค๋ AI ๋ชจ๋ธ ํ์ต์ ์์ด ์ต์์ ๋ ํผ๋ฐ์ค๊ฐ ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
Cancer reports (Hoboken, N.J.)๐ค AI ์์ฝLRP6 ํ์ mRNA ๋ฐฑ์ , ์ผ์ค์์ฑ ์ ๋ฐฉ์ ์น๋ฃ์ ์๋ก์ด ํฌ๋ง
TNBC, ์น๋ฃ์ ๋ถ์ฌ์ ์๊ธฐ ์ผ์ค์์ฑ ์ ๋ฐฉ์(TNBC)์ ์ฌ๋ฐ๋ฅ ์ด ๋๊ณ ๊ธฐ์กด ์น๋ฃ์ ๋ํ ๋ด์ฑ์ด ๊ฐํด ํ์๋ค์ ์์กด์จ์ด ๋ฎ์์. ํนํ LRP6์ด๋ผ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด ๊ณผ๋ค ๋ฐํ๋ผ ์ข ์ ์ฑ์ฅ๊ณผ ์ ์ด๋ฅผ ์ด์งํ๋ค๋ ์ ์ด ํฐ ๊ณ ๋ฏผ๊ฑฐ๋ฆฌ์์ด์. ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์ค๊ณ mRNA ๋ฐฑ์ , LRP6 ํ์ ์ฐ๊ตฌํ์ ๋ฐ์ด์ค์ธํฌ๋งคํฑ์ค์ ๋ถ์ ๋ชจ๋ธ๋ง์ ํ์ฉํด LRP6์ ๊ฒจ๋ฅํ mRNA ๋ฐฑ์ ์ ์ค๊ณํ์ด์. ์ต์ข ๋ฐฑ์ ์ 431์๋ฏธ๋ ธ์ฐ, ๋ถ์๋ 47.5kDa, pI 5.11, ๋ถ์์ ์ฑ ์ง์ 38.3์ผ๋ก ์์ ์ ์ด๋ฉฐ, ์ ์ธ๊ณ 99.04% ์ธ๊ตฌ์ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ปค๋ฒ๋ฆฌ์ง๋ฅผ ๋ณด์์ด์. ๊ฐ๋ ฅํ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์๊ณผ ์ ์ธ๊ณ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ ๋ถ์ ๋ํน ๊ฒฐ๊ณผ HLA-A0201(-812.0), HLA-A0301(-707.1), HLA-DRB1*0101(-955.7), TLR9(-1339.5)์ ๋์ ๊ฒฐํฉ ์นํ๋๋ฅผ ๋ณด์๊ณ , ๋ฉด์ญ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ IgG1 ํญ์ฒด ๊ณ ๋๋, ๊ธฐ์ต B ์ธํฌ 200 ์ด์, CD4+ T ์ธํฌ 3000 ์ด๊ณผ, IFN-ฮณ ๊ฐ๋ ฅ ๋ฐ์์ ์์ธกํ์ด์. ์ฝ๋ ์ต์ ํ๋ CAI 0.94์ GC ํจ๋ 58.37%๋ฅผ ๋ฌ์ฑํด ์ธ๊ฐ ์ธํฌ์์ ํจ์จ์ ์ธ ๋ฐํ์ ๊ธฐ๋ํ ์ ์์ด์. ์์ผ๋ก์ ์๋ฏธ ๋๋ ์ ๋ง ์ด ๋ฐฑ์ ์ด ์์ ๋จ๊ณ์ ์ง์ ํ๋ฉด ์ผ์ค์์ฑ ์ ๋ฐฉ์ ํ์๋ค์๊ฒ ๋ง์ถคํ ๋ฉด์ญ ์น๋ฃ ์ต์ ์ ์ ๊ณตํด ์์กด ๊ธฐ๊ฐ์ ์ฐ์ฅ์ํฌ ์ ์์ ๊ฑฐ์์. ๋ํ mRNA ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ฐฑ์ ํ๋ซํผ์ด ๋ค๋ฅธ ์ ์ข ๋ฅ์๋ ํ๋ ์ ์ฉ๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ด์ด์ค๋๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์น๋ฃ ์ต์ ์ด ๊ฑฐ์ ์๋ ์ผ์ค์์ฑ ์ ๋ฐฉ์ ํ์๋ค์ ์น๋ฃ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ด ๋ฎ์ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ์ด์. ๋ง์ถคํ mRNA ๋ฐฑ์ ์ด ์ค์ ์์์ ์ ์ฉ๋๋ฉด ํ์ ๊ฐ๊ฐ์ธ์ด ๋ ์ค๋ ์ด์๊ฐ๊ณ ์ผ์์ํ์ ์ง์ํ ์ ์๊ฒ ๋๊ฑฐ๋ ์.
Nature Medicine๐ค AI ์์ฝ๋ณด์ด์ง ์๋ ์ํ์ ์๊ฐํ: APOL1 ๊ณ ์ํ๊ตฐ์ ์ํ 9๋จ๋ฐฑ์ง ํ์ฅ ์๋ช
##1. ์ ์ ์์น ๋ค์ ์จ์ APOL1์ ๊ทธ๋ฆผ์ ์ ์ฅ ์งํ ์ง๋จ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋งน์ ์ ์ฆ์์ด ๋ํ๋ฌ์ ๋๋ ์ด๋ฏธ ์์์ด ์๋น ๋ถ๋ถ ์งํ๋ ์ํ๋ผ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ํนํ APOL1 ๊ณ ์ํ ์ ์ ์ํ์ ๋ณด์ ํ ํ์๋ค์ ์ฌ๊ตฌ์ฒด ์ฌ๊ณผ์จ(eGFR)์ด ์ ์ ๋ฒ์์ ์๋๋ผ๋ ์ ์ฅ์ด ์์ํ ํ๊ดด๋๋ '์นจ๋ฌต์ ์์'์ ๊ฒช์ต๋๋ค. ๊ธฐ์กด์ ์์ ์งํ๋ก๋ ์ด ์ ๋ณต๊ธฐ ์ํ์ ์ํ์ ํฌ์ฐฉํ๋ ๋ฐ ํ๊ณ๊ฐ ์์์ต๋๋ค. ##2. 9๋จ๋ฐฑ์ง ์๋ช : ๋จธ์ ๋ฌ๋์ด ์ฐพ์๋ธ ์กฐ๊ธฐ ๊ฒฝ๋ณด ์์คํ ์ฐ๊ตฌํ์ ํ์ก ๋ด ์๋ง์ ์ฑ๋ถ ์ค ์ ์ฅ ์์๊ณผ ๋ฐ์ ํ๊ฒ ์ฐ๊ด๋ 9๊ฐ์ง ํต์ฌ ๋จ๋ฐฑ์ง(Protein Plasma Signature)์ ์ ๋ณํ์ต๋๋ค. ์ด๋ค์ ๋จ์ํ ์งํ๋ฅผ ๋์ด ์ผ์ฆ, ์ฌ์ ํ, ๋์ฌ ๊ฒฝ๋ก ๋ฑ ์ ์ฅ ์งํ์ ์๋ฌผํ์ ๊ธฐ์ ์ ์ง์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ๋จธ์ ๋ฌ๋ ๋ชจ๋ธ์ ํตํฉํจ์ผ๋ก์จ, ์ ์ ์ ์ํ ์ ์๋ง์ผ๋ก๋ ์ ์ ์์๋ '์ค์ง์ ๋ฐ๋ณ ๊ฐ๋ฅ์ฑ'๊ณผ '์ฌ๋ง๋ฅ '์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์์ธกํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. ##3. ๊ธฐ์กด ์ง๋จ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ์ด๋๋ ์์ธก๋ ฅ ์ด๋ฒ์ ๊ฐ๋ฐ๋ 9๋จ๋ฐฑ์ง ์๋ช ๋ชจ๋ธ์ ๊ธฐ์กด์ APOL1 ์ํ ์ ์์ eGFR ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ์ฑ๋ฅ์ ์๋ํฉ๋๋ค. ํนํ ์ค์ ํ์ ์ฝํธํธ ๋ฐ์ดํฐ์์๋ ์ผ๊ด๋ ์ฌํ์ฑ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ฉฐ ๊ทธ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ์ ์ฆํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ์๋ฃ์ง์ด ์์ ์ํ์์ ๊ณ ์ํ๊ตฐ์ ๋์ฑ ์ ๊ตํ๊ฒ ์ ๋ณํ๊ณ , ๋ถํ์ํ ํฌ์ฝ์ ์ค์ด๋ฉฐ ํ์ํ ํ์์๊ฒ๋ง ์์์ ์ง์คํ ์ ์๋ ๊ทผ๊ฑฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ##4. ์ ๋ฐ ์๋ฃ๊ฐ ๊ทธ๋ฆฌ๋ ์ ์ฅ ๊ฑด๊ฐ์ ๋ฏธ๋ ์ด ๊ธฐ์ ์ด ์์ ํ์ฅ์ ํ์คํ๋๋ค๋ฉด, '์น๋ฃ' ์ค์ฌ์์ '์๋ฐฉ' ์ค์ฌ์ผ๋ก ์ ์ฅ ์งํ ๊ด๋ฆฌ์ ํจ๋ฌ๋ค์์ด ๋ฐ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ํ์ก ๊ฒ์ฌ ํ ๋ฒ์ผ๋ก ์์ ์ ์ ์ ์ ์ํ์ด ์ค์ ๋ฐ๋ณ์ผ๋ก ์ด์ด์ง์ง ๋ฏธ๋ฆฌ ํ์ ํ๊ณ , ์ํ ์ต๊ด ๊ฐ์ ์ด๋ ์กฐ๊ธฐ ์ฝ๋ฌผ ์ฒ๋ฐฉ์ ํตํด ๋ง์ฑ ์ ๋ถ์ ์ผ๋ก์ ์ดํ์ ์ฐจ๋จํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ํ์์ ์์กด์จ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฅ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์๋ฃ ์์คํ ์ ๋น์ฉ ๋ถ๋ด์ ๋ฎ์ถ๋ ํต์ฌ ์ด์ ๊ฐ ๋ ์ ๋ง์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ ๊ณ ์ํ๊ตฐ ๋ด์์๋ ๊ฐ์ธ๋ณ ๋ฐ๋ณ ์์ ๊ณผ ์ํ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์ด์ ๋ฅผ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ค์์ ๊ท๋ช ํ์ต๋๋ค. '์ ์ ์(์ค๊ณ๋)'์ '๋จ๋ฐฑ์ง(ํ์)' ์ฌ์ด์ ์ฐ๊ฒฐ๊ณ ๋ฆฌ๋ฅผ ๋จธ์ ๋ฌ๋์ผ๋ก ๋ถ์ํ์ฌ, ํ๋ ์ํ์ด ์ถ๊ตฌํ๋ ๋ง์ถคํ ์๋ฐฉ ์๋ฃ์ ์ค์ง์ ์ธ ๋๊ตฌ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค๋ ์ ์์ ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ฐ์น๊ฐ ๋งค์ฐ ๋์ต๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์ ์ ์ฒด์ ์จ๊ฒจ์ง 1ํ ๋น๋จ๋ณ์ ์ํธ: ๊ธฐ๊ณ ํ์ต์ผ๋ก ํด๋ ํ ๋น์ ํ ์ํธ์์ฉ
##1. ์ ํ์ ์์ธก์ ํ๊ณ์ ์ ์ ์ '์ํ ๋ฌผ์ง' 1ํ ๋น๋จ๋ณ(T1D)์ ์ ์ ์ ์์ธ์ด ๊ฐํ๊ฒ ์์ฉํ๋ ์งํ์ผ๋ก, ๊ทธ๊ฐ ์ ์ ์ฒด ๊ธฐ๋ฐ ์์ธก์์ ์๋นํ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๊ฑฐ๋์ด์์ต๋๋ค. ํ์ง๋ง ๊ธฐ์กด์ ์ ํ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋ณ ์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋จ์ํ ๋ํ๋ ๋ฐฉ์์ ๊ทธ์ณ, ์ ์ ์์ ์ ์ ์ ์ฌ์ด์ ๋ณต์กํ ๋น์ ํ ์ํธ์์ฉ(Locus-Locus Interaction)์ ๋์น๋ ํ๊ณ๊ฐ ์์์ต๋๋ค. ์ด๋ ๊ณง ์์ธก ์ ํ๋์ ์ ์ฒด์ ์กฐ๊ธฐ ๊ฐ์ ์ ๋ถํ์ค์ฑ์ผ๋ก ์ด์ด์ก์ต๋๋ค. ##2. ๋ฅ๋ฌ๋์ด ํฌ์ฐฉํ ์ ์ ์ ๊ฐ์ '์๋์ง'์ '์์' ์ฐ๊ตฌํ์ ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋น ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ฅ๋ฌ๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ์ต๋๋ค. ๊ธฐ๊ณ ํ์ต ๋ชจ๋ธ์ ์์ฒ ๊ฐ์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๋ ๋ฆฝ์ ์ผ๋ก ๋ณด์ง ์๊ณ , ์ด๋ค์ด ์๋ก ์ด๋ป๊ฒ ์ํฅ์ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋์งโ์ฆ, ํน์ ์ ์ ์ A๊ฐ ์กด์ฌํ ๋ ์ ์ ์ B์ ์ํ๋๊ฐ ์ฆํญ๋๊ฑฐ๋ ์ต์ ๋๋ ๋น์ ํ ํจํด์ ์ค์ค๋ก ํ์ตํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์๋ณด๋ค ํจ์ฌ ์ ๋ฐํ ์ํ๋ ์ฐ์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ก์ต๋๋ค. ##3. ๋ถ์ ํ์๊ตฐ(Subclusters) ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ชจ๋์๊ฒ ๊ฐ์ ๋น๋จ๋ณ์ ์๋ค ๋จ์ํ '์ํํ๋ค'๋ ๊ฒฐ๋ก ์ ๋์ด, ์ฐ๊ตฌํ์ ์ ์ ์ ์ํธ์์ฉ ํจํด์ ๋ฐ๋ฅธ '๋ถ์ ํ์๊ตฐ(Molecular Subclusters)'์ ์๋ณํด๋์ต๋๋ค. ๊ฐ ํ์๊ตฐ์ ๋ฐ๋ณ ์ฐ๋ น, ์งํ์ ์งํ ์๋, ํฉ๋ณ์ฆ ์ํ ๋ฑ์์ ๋๋ ทํ ์์์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์์ต๋๋ค. ์ด๋ 1ํ ๋น๋จ๋ณ์ด ๋จ์ผ ์งํ์ด ์๋๋ผ, ์ ์ ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ ๋ฐ๋ผ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๊ฐ์ง ์ง๋ณ๊ตฐ์์ ์์ฌํฉ๋๋ค. ##4. ๋ง์ถคํ ์๋ฐฉ ์๋ฃ: ๋ฐ๋ณ์ ๊ถค์ ์ ๋ฐ๊พธ๋ ์ ๋ฐ ์ง๋จ ์ด ๋ชจ๋ธ์ ์ค์ง์ ์ธ ๊ฐ์น๋ '์์ธก'์ ๋์ด '์๋ฐฉ ์ ๋ต์ ์ต์ ํ'์ ์์ต๋๋ค. ๊ณ ์ํ๊ตฐ ๋ด์์๋ ๊ฐ ํ์๊ตฐ์ ํน์ฑ์ ๋ง์ถฐ ๋ฉด์ญ ์น๋ฃ์ ์๊ธฐ๋ฅผ ์กฐ์ ํ๊ฑฐ๋ ๋ง์ถคํ ์ํ ์ต๊ด ๊ฐ์ด๋๋ฅผ ์ ๊ณตํจ์ผ๋ก์จ, ๋ฐ๋ณ ์์ฒด๋ฅผ ๋ฆ์ถ๊ฑฐ๋ ์ฆ์์ ์ํํ๋ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ๊ตฌํ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ง๋๋ค. ์ด๋ ์๋ฃ ์์์ ํจ์จ์ ๋ฐฐ๋ถ์ ๋ฌผ๋ก ํ์ ๊ฐ์กฑ์ ์ฌ๋ฆฌ์ ยท๊ฒฝ์ ์ ๋ถ๋ด์ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ค์ด๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก ์ด์ด์ง ์ ๋ง์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ '๋ค์ธ์ ์งํ'์ ๋ณต์ก์ฑ์ ์ ๋ณตํ๋ ํ์ค ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ํ์ต๋๋ค. ํนํ ๋น์ ํ ์ํธ์์ฉ์ ํตํด ๋ฐ๊ฒฌ๋ ๋ถ์ ํ์๊ตฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ ํฅํ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์์ฑ ์์ธก์ด๋ ์ ์ฝ ํ๊ฒ ์ ์ ์ ์์ด ๋์ฒด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ๊ณ ํ์ง ํ์ต ์์ค๊ฐ ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
Oncology research๐ค AI ์์ฝํตํฉ ๋จธ์ ๋ฌ๋์ผ๋ก ๊ฐ์ธํฌ์ MYBL2๋ฅผ ์๋ก์ด ์ํยท์น๋ฃ ํ์ ์ผ๋ก ํ์ธ
๊ณ ํต๋ฐ๋ ๊ฐ์ธํฌ์, ์๋ก์ด ์งํ๊ฐ ํ์ํด์ ๊ฐ์ธํฌ์(HCC)์ ์ง๋จยท์ํยท์น๋ฃ๊ฐ ๋ชจ๋ ์ด๋ ค์ ํ์์ ๊ฐ์กฑ์๊ฒ ํฐ ๊ณ ํต์ ์๊ฒจ์ค์. ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๊ฐ ์ถฉ๋ถํ ์ ํํ์ง ์์ ์น๋ฃ ์ ํ์ด ๋ถํ์คํ์ฃ . AI์ ์คํ์ด ๋ง๋ MYBL2๋ฅผ ๋ฐํ๋์ด์ ์ฐ๋ฆฌ๋ LASSO(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) ๊ธฐ๋ฐ ๋จธ์ ๋ฌ๋์ TCGA์ GEO ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ์ฉํ๊ณ , ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด์ CRISPR ์์กด์ฑ ์คํฌ๋ฆฌ๋๊น์ง ๋ํ์ด์. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ MYBL2(MYBL2)๊ฐ ์ ์ ๊ฐ๋ณด๋ค ์ ์กฐ์ง์์ ๊ฑฐ์ ์๋ฒฝํ๊ฒ ๊ตฌ๋ถ(AUC 0.968)๋๊ณ , ๋์ ๋ฐํ์ด ๊ณ ๋ฑ๊ธ, ๋ฏธ์ธํ๊ด ์นจ์ค, HBV ์์ฑ, TACE ๋น๋ฐ์ ๋ฑ ๋์ ์์ํน์ฑ๊ณผ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด์. ์น๋ฃ์ ๋ฉด์ญ์๊น์ง ์ํฅ์ด ์ปค์ MYBL2๋ AFP(์ํโํํ ํ๋กํ ์ธ), MKI67, PCNA, BIRC5 ๊ฐ์ ์ฆ์ ๋ง์ปค์ ๊ฐํ๊ฒ ์๊ดํ๊ณ , CRISPR ์ ๊ฑฐ๊ฐ ๋๋ถ๋ถ HCC ์ธํฌ์ฃผ์ ์ฑ์ฅ์ ์ต์ ํ์ด์. ๋ํ ์ฝ๋ฌผ ๋ฏผ๊ฐ๋ ๋ถ์์์ MYBL2 ๊ณ ๋ฐํ์ด sorafenib(์๋ผํ๋) ํจ๊ณผ์ ์ฐ๊ด๋ผ ๋ฉด์ญ์ต์ ํ๊ฒฝ๊ณผ๋ ์ฐ๊ฒฐ๋๋ค๋ ์ ์ ๋ฐ๊ฒฌํ์ด์. ์์ผ๋ก์ ์๋ฏธ ๋๋ ์ ๋ง ์ด์ MYBL2๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ์ ๋ฐ ์ง๋จํคํธ์ MYBL2๋ฅผ ํ์ ์ผ๋ก ํ๋ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ด ํ์คํ๋ ์ ์์ด์. ํ์ ๋ง์ถค ์น๋ฃ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ฉด ์์กด์จ์ด ํฌ๊ฒ ํฅ์๋ ์ ๋ง์ด์์.
๐ก ๊ฐ์ธํฌ์ ํ์๋ค์ ์ ํํ ์ํ ์์ธก๊ณผ ํจ๊ณผ์ ์ธ ์น๋ฃ์ ์ ํ์ด ์ด๋ ค์ ์์กด์จ์ด ๋ฎ์์. MYBL2๋ฅผ ์๋ก์ด ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค์ ์น๋ฃ ํ์ ์ผ๋ก ํ์ฉํ๋ฉด ๊ฐ์ธ ๋ง์ถค ์น๋ฃ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ ธ ์ถ์ ์ง๊ณผ ๊ธฐ๋์๋ช ์ด ๊ฐ์ ๋ ๊ฑฐ์์.
In silico pharmacology๐ค AI ์์ฝํํค์คํ ์ ๋ฐฉ์ ํ์๋ฅผ ์ํ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ mRNA ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ
์ ๋ฐฉ์, ํํค์คํ ์ฌ์ฑ์ ๊ธ์ฆํ๋ ์ํ ํํค์คํ์์ ์ ๋ฐฉ์ ์ฌ๋ง๋ฅ ์ด ๊ณ์ ์ค๋ฅด๊ณ ์์ด์. ๊ธฐ์กด ์น๋ฃ๋ฒ๋ง์ผ๋ก๋ ํ์ ๊ฐ๊ฐ์ธ์ ์ ์ ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ํ๋ค์ฃ . ๊ทธ๋์ ์ฐ๋ฆฌ๋ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ๋ฉด์ญ์น๋ฃ๊ฐ ์ ์คํ ํ์ํ๋ค๊ณ ๋๊ผ์ด์. ์ ์ฐ ๋ฉด์ญํ์ผ๋ก ์ฐพ์๋ธ ์๋ก์ด ๋ค์คํญ์ ๊ณต๊ฐ๋ ์ ์ฅ์ผ์์ฒด ์ผ๊ธฐ์์ด(Whole-exome sequencing) ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํด ๋ณ์ด์ฒด(missense) 6005๊ฐ์ 43,000๊ฐ ์ด์์ ํ๋ณด ํฉํ์ด๋๋ฅผ ๋ถ์ํ์ด์. ๊ทธ ์ค HLA ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ๋ฐ์ด๋(ฮG โค -13.0 kcal/mol) ๋น์๋ ๋ฅด๊ธฐ์ฑ neoantigen 7๊ฐ์ง๋ฅผ ์ ์ ํ๊ณ , GM-CSF ๋ณด์กฐ์ ์ ํฌํผ ์ํผํ ํ๋ฅผ ํฌํจํ 285์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ๋ค์ค ์ํผํ ํ ํญ์์ ์ค๊ณํ์ด์. ์ด๋ ๊ฒ ๋ง๋ ๋ฐฑ์ ์ ๊ฐ ํ์์ ํน์ด ๋ณ์ด๋ฅผ ์ ํํ ๊ฒจ๋ฅํ ์ ์๋ต๋๋ค. ์์ ์ ์ธ ๊ตฌ์กฐ์ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์ ์์ธก AlphaFold2 ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ ProSA Z-score -7.14, ERRAT 96.59% ๊ฐ์ ํ์ง ์งํ๊ฐ ์ค๊ณ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์์ ์ฑ์ ์ ์ฆํ์ด์. 500 ns ๋ถ์ ๋์ญํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์์๋ TLR9(ฮG = -148.8 kcal/mol)์ TLR2(ฮG = -16.7 kcal/mol)์์ ๊ฒฐํฉ์ด ๊ฒฌ๊ณ ํ๊ฒ ์ ์ง๋๊ณ , C-IMMSIM ๋ฉด์ญ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ Th1 ํธํฅ์ ์ธํฌ๋ ์ฑ T ๋ฆผํ๊ตฌ ๋ฐ์์ ์์ธกํ์ด์. ์ด๋ ์ค์ ๋ฉด์ญ ์ฒด๊ณ๊ฐ ๋ฐฑ์ ์ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ธ์ํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ณด์ฌ์ค์. ๋ง์ถคํ ๋ฐฑ์ , ์ฐจ์ธ๋ ์ ์น๋ฃ์ ์ด์ ์ด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ด ์คํ์ ์ผ๋ก ๊ฒ์ฆ๋๋ค๋ฉด, ์ ์์ ๊ตญ๊ฐ์์๋ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ mRNA ๋ฐฑ์ ์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๊ฐ๋ฐํ ์ ์์ ๊ฑฐ์์. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก๋ ์ ์น๋ฃ์ ํ์ค์ ๊ฐ์ธ ์ ์ ์ฒด ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ ํ์ํค๋ ์ค์ํ ๋ฐํ์ด ๋ ๊ฑฐ์์.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ํํค์คํ ์ฌ์ฑ๋ค ์ฌ์ด์์ ๊ธ์ฆํ๊ณ ์๋ ์ ๋ฐฉ์ ์ฌ๋ง๋ฅ ์ ๋ฎ์ถ๊ธฐ ์ํด, ๊ฐ๋ณ ํ์์ ๋ง๋ ๋ฐฑ์ ์ ์ค๊ณํ๋ ์ค์ง์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ๊ณตํด์. ๋ง์ถคํ mRNA ๋ฐฑ์ ์ด ์ค์ ๋ก ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด๊ฒ ๋๋ฉด, ์ฐ๋ฆฌ๋ ๋ ์์ ํ๊ณ ํจ์จ์ ์ธ ์ ์๋ฐฉยท์น๋ฃ๋ฅผ ๋๋ฆด ์ ์๊ฑฐ๋ ์.
Nature Medicine๐ค AI ์์ฝ๋ฉ์ถ์ง ์๋ AI, ์งํํ๋ ์์์ํ: ์ค์๊ฐ ์ ๋ฐ์ดํธ์ ์๋๋ฅผ ์ด๋ค
1. AI๊ฐ ์์ ํ์ฅ์ ํ๊ณ ๋ค๋ค: ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์์ ํ๊ณ ์ง๊ธ๊น์ง์ ์์์ํ(Clinical trial)์ ํ ๋ฒ ์ ํด์ง ๊ท์น์ ๋๊น์ง ๊ณ ์ํ๋ '์ ์ ์ธ' ๋ฐฉ์์ด์์ด์. ํ์ง๋ง ์ค์ค๋ก ํ์ตํ๊ณ ๋ฐ์ ํ๋ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI)์๊ฒ๋ ์ด ๋ฐฉ์์ด ๋ง์ง ์์์ฃ . ํ์์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์์ด๋๋ฐ๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ ๋ฐ์ดํธํ์ง ๋ชปํด ์ต์ ๊ธฐ์ ์ ์๋ฃ ํ์ฅ์ ์ฆ์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ๋ ๊ฒ์ด ๊ทธ๋์์ ์์ ์๋ต๋๋ค. 2. ์ค์๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ง์์ ์ ๋ฐ์ดํธ๋ฅผ ์ํ์ ๋ น์ด๋ค ์ฐ๊ตฌํ์ AI ๋ชจ๋ธ์ด ํ์ต์ ๋ฉ์ถ์ง ์๋๋ก ์ฐ์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง(Continuous monitoring) ์์คํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ์๋ก์ด ํ๋กํ ์ฝ์ ์ ์ํ์ด์. ์น๋ฃ ํจ๊ณผ์ ๋ถ์์ฉ์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๊ฐ์งํ๊ณ , ์์ ์ฑ์ด ๊ฒ์ฆ๋๋ฉด ๋ชจ๋ธ์ ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ ๋ฐ์ดํธํ๋ ๋ฐฉ์์ด์ฃ . ์ด ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ดํฐ์ ํ์ง์ ์๊ฒฉํ ๊ด๋ฆฌํ๊ณ ์๋ํ๋ ์ํ ๊ฐ์ง ์์คํ ์ ๊ฐ๋ํด, '์๋'์ '์์ '์ด๋ผ๋ ๋ ๋ง๋ฆฌ ํ ๋ผ๋ฅผ ๋ชจ๋ ์ก๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. 3. ์ง์ ๊ฐ๋ฅํ AI ๊ธฐ๋ฐ ์๋ฃ ํ์ : ๊ท์ ์ ํจ๋ฌ๋ค์ ๋ณํ ์ด์ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ AI์ ์ ๋ฐ์ดํธ๋ฅผ ์ ์ฐํ๊ฒ ํ์ฉํ๋ '๋์ ์์์ํ ํ๋ ์์ํฌ'๋ฅผ ๋ง๋ จํด์ผ ํ ์์ ์ ์์ด์. ์ด๋ ๋จ์ํ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ ๋๋ ๊ฒ์ ๋์ด, ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ์๋๋ฅผ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋์ด๊ณ ํ์ ๊ฐ๊ฐ์ธ์๊ฒ ๊ฐ์ฅ ์ ๋ง๋ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ(Personalized medicine)๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์ ๊ณตํ ์ ์๋ ๋ ๋ ํ ๋ฐํ์ด ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. 4. ์์ผ๋ก์ ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์์ผ๋ก๋ AI ๊ธฐ๋ฐ ์๋ฃ ๊ธฐ๊ธฐ๋ ์น๋ฃ๋ฒ์ด ์น์ธ๋ ์ดํ์๋ ํ์์ ์ํ์ ๋ง์ถฐ ๋์์์ด ๊ฐ์ ๋๋ '์ด์์๋ ์น๋ฃ'์ ์๋๊ฐ ์ด๋ฆด ๊ฑฐ์์. ๊ธฐ์ ๊ณผ ๊ท์ ๊ฐ ํจ๊ป ๋ฐ๋ง์ถฐ ๋๊ฐ๋ ์ด ๋ชจ๋ธ์ ๋ฏธ๋ ์๋ฃ ์์คํ ์ด ๋ ์์ ํ๊ณ ์ง๋ฅ์ ์ผ๋ก ์งํํ๋ ํ์ค ์ฒญ์ฌ์ง์ด ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋ฉ๋๋ค.
๐ก ์ต์ AI ๊ธฐ์ ์ด ๋์๋ ๋ณต์กํ ๊ท์ ์ ์ฐจ ๋๋ฌธ์ ์ ์ ํ์๋ค์ด ํํ์ ๋ณด๊ธฐ๊น์ง ์ค๋ ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ์ด์. ์ด์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์งํํ๋ AI ์น๋ฃ๋ฅผ ํตํด ๋ ๋น ๋ฅด๊ณ ์ ํํ๊ฒ ๋ณ์ ๊ณ ์น ์ ์๊ฒ ๋์ด, ์ฐ๋ฆฌ ๋ชจ๋๊ฐ ์ต์ฒจ๋จ ์๋ฃ ํํ์ ์ง์ฒด ์์ด ๋๋ฆด ์ ์๊ฒ ๋๋ต๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝํํธํ๋ ์ธํฌ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ํตํฉ, AI๊ฐ ๊ทธ๋ฆฌ๋ ์ ๋ฐ ์กฐ์ง ์ง๋
1. ๊ณต๊ฐ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ํตํฉ์ ๋์ ์ฅ๋ฒฝ ์ฐ๋ฆฌ ๋ชธ์ ์ธํฌ๋ค์ด ์ด๋์ ์์นํ๊ณ ์ด๋ค ์ ์ ์๋ฅผ ๋ด๋ฟ๋์ง ๋ถ์ํ๋ ๊ณต๊ฐ ์ ์ฌ์ฒด(Spatial Transcriptomics) ๊ธฐ์ ์ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ ํด ์์ด์. ํ์ง๋ง ์ฐ๊ตฌ์ค๋ง๋ค ์ฌ์ฉํ๋ ํ๋ซํผ์ด ๋ค๋ฅด๊ณ ๋ฐ์ดํฐ์ ํด์๋๋ ํฌ๋งท์ด ์ ๊ฐ๊ฐ์ด๋ผ, ์ด๋ค์ ํ๋๋ก ํฉ์ณ ์ ์ฒด์ ์ธ ์๋ฌผํ์ ํ๋ฆ์ ํ์ ํ๋ ๊ฒ์ ๋งค์ฐ ์ด๋ ค์ด ์์ ์๋ต๋๋ค. ๋ง์น ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ท๊ฒฉ์ ํผ์ฆ ์กฐ๊ฐ๋ค์ ์ต์ง๋ก ๋ง์ถ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์์ฃ . 2. INSPIRE: ๋ฅ๋ฌ๋๊ณผ NMF์ ๊ฐ๋ ฅํ ๊ฒฐํฉ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํด ์๋ก์ด AI ํ๋ ์์ํฌ์ธ INSPIRE๋ฅผ ๊ณต๊ฐํ์ด์. Deep Learning(๊น์ ์ ๊ฒฝ๋ง)์ผ๋ก ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๊ฐ์ง ๊ณ ์ ํ ํน์ง์ ์ถ์ถํ๊ณ , ์ด๋ฅผ Non-negative Matrix Factorization(๋น์์ ํ๋ ฌ๋ถํด, NMF) ๊ธฐ์ ๊ณผ ๊ฒฐํฉํ์ฃ . ์ด ๋ฐฉ์์ ํตํด ๋ฐ์ดํฐ๋ค ์ฌ์ด์ ๊ณตํต์ผ๋ก ์กด์ฌํ๋ ์ ์ ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ๊ณผ ํน์ ํ๊ฒฝ์์๋ง ๋ํ๋๋ ๋ ํนํ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ช ํํ ๋ถ๋ฆฌํด๋ผ ์ ์๊ฒ ๋์๋ต๋๋ค. 3. ์ฐจ์ธ๋ ์กฐ์ง ์ง๋์ ์ ๋ฐ ์์์ ๋๋ ์ด ํตํฉ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก ์ ๋จ์ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํฉ์น๋ ๊ฒ์ ๋์ด, ์กฐ์ง์ ์ ์ฒด์ ์ธ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฏธ์ธํ ์ค์ผ์ผ์ ๋ณํ๋ฅผ ๋์์ ํ์ ํ ์ ์๊ฒ ํด์ค์. ํนํ ์ง๋ณ์ด ๋ฐ์ํ ์กฐ์ง์์ ํน์ ์์ญ์ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ด ์ด๋ป๊ฒ ๋ณํ๋์ง ์ ๋ฐํ๊ฒ ํ์งํ ์ ์์ด, ์์ด๋ ๋์น์ฑ ์งํ์ ๋ณต์กํ ํ๊ฒฝ์ ์ดํดํ๋ ๋ฐ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ ๋จ์๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. 4. ์์ผ๋ก์ ์๋ฏธ ๋๋ ์ ๋ง INSPIRE๊ฐ ๋ณดํธํ๋๋ฉด ์ ์ธ๊ณ ์ฐ๊ตฌ์ค์์ ์์์ง๋ ๋ฐฉ๋ํ ๊ณต๊ฐ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ค์ด ํ๋์ ๊ฑฐ๋ํ ์ง๋๋ก ํตํฉ๋ ๊ฑฐ์์. ์ด๋ ํน์ ์งํ์ ๋ํ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ ์ ๋ต์ ์ค๊ณํ๋ ๋ฐ ํต์ฌ์ ์ธ ๋๊ตฌ๊ฐ ๋ ์ ๋ง์ ๋๋ค. ์ด์ ๋ณ์์์๋ ํ์์ ์กฐ์ง ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ถ์ํด, ๊ฐ์ฅ ํจ๊ณผ์ ์ธ ์ฝ๋ฌผ๊ณผ ์น๋ฃ ์ง์ ์ ์ง์ด์ฃผ๋ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ๊ฐ ํ์ค์ด ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ ๋๋ค.
๐ก 2026๋ 4์ 27์ผ, Nature Genetics์ ๋ฐํ๋ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ฟ๋ฟ์ด ํฉ์ด์ ธ ์๋ ๋ณต์กํ ์์ฒด ์กฐ์ง์ ๋ฐ์ดํฐ๋ค์ ํ๋๋ก ๋ฌถ์ด์ฃผ๋ ํ์ ์ ์ธ AI ํ๋ ์์ํฌ์ธ INSPIRE์ ๋ฑ์ฅ์ ์๋ ธ์ต๋๋ค. ์๋ก ๋ค๋ฅธ ํด์๋์ ํฌ๋งท ๋๋ฌธ์ ๋น๊ต๊ฐ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ค์ ํตํฉํด, ์ฐ๋ฆฌ ๋ชธ์ ์ ๋ฐํ ์ธํฌ ์ง๋๋ฅผ ์์ฑํ ์ ์๋ ๊ธธ์ด ์ด๋ ธ์ต๋๋ค. ์ฆ, ์๋ก ๋ฌ๋ผ์ ๋น๊ตํ ์ ์๋ ๋ณต์กํ ์ธํฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ค์ ํ๋๋ก ์ฐ๊ฒฐํด ์ ๋ฐํ '์ ์ฒด ์ง๋'๋ฅผ ์์ฑํ์ด์. ์ด์ ๋ด ๋ชธ์ ์กฐ์ง ์ํ๋ฅผ ์ธํฌ ์์ค์์ ์ ํํ ์ฝ์ด๋ด์ด, ๋์๊ฒ ๋ฑ ๋ง๋ ์ง๋ณ ์ง๋จ๊ณผ ์น๋ฃ๋ฒ์ ๊ฐ์ฅ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ฐพ์๋ผ ์ ์๊ฒ ๋๊ฑฐ๋ ์.
PNAS๐ค AI ์์ฝ๋ฅ๋ฌ๋์ผ๋ก ํธ๋ ๋ฏน์์ฝ์ฟ ์ค ์ํฌ์ค ๊ตฐ์ง ํ์ฑ์ ๋น๋ฐ
๋ค์ธํฌ ๊ตฐ์ง ํ์ฑ์ ๋ฏธ์คํ ๋ฆฌ Myxococcus xanthus(๋ง์ด์ฝ์์ค ๋ฐํ ๋ฆฌ์)๊ฐ ์์ ๊ณ ๊ฐ ์์ ๊ณผ์ผ์ฒด(fruiting body)๋ฅผ ๋ง๋ค๋ฉด์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๋๋ผ์ด ์ง๋จ ํ๋์ ์์ญ ๋ ์งธ ๊ณผํ์๋ค์ ๋งค๋ฆฌ์์ผ ์์ด์. ํ์ง๋ง ๊ทธ ๊ณผ์ ์ ์์ฒ ๊ฐ์ ์ธํฌ๊ฐ ๋์์ ์์ง์ด๊ณ ์ ํธ๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ๋ณต์กํ ๋์ญํ์ด๋ผ ์ ๋์ ์ผ๋ก ํ์ ํ๊ธฐ๊ฐ ๊ฑฐ์ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ์ฃ . ๋ฅ๋ฌ๋์ผ๋ก ํ์ด๋ธ ์๊ธฐ์กฐ์งํ ์ฐ๊ตฌํ์ ๋ฅ๋ฌ๋(Deep Learning) ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํด ๊ณ ํด์๋ ํ๋ฏธ๊ฒฝ ์ด๋ฏธ์ง์์ ๊ฐ๋ณ ์ธํฌ์ ๊ถค์ ๊ณผ ํํ ๋ณํ๋ฅผ ์๋์ผ๋ก ์ถ์ถํ์ด์. ์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์๊ณ์ด ๋คํธ์ํฌ ๋ชจ๋ธ์ ํ๋ จ์์ผ, ํน์ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ๊ตฐ์ง ํ์ฑ ์๋์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ด๋ค ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋์ง ์ธ๊ณผ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ช ํํ ๋ฐํ๋์ด์. ์ ์ ๋ณ์ด์ ํ๋์ ์ฐ๊ฒฐ ๊ณ ๋ฆฌ ํนํ, ์ ํธ ์ ๋ฌ ์ ์ ์์ธ frz์ eps์ ๋์ฐ๋ณ์ด๊ฐ ์๊ธฐ์กฐ์งํ ํจํด์ ์ด๋ป๊ฒ ์๊ณก์ํค๋์ง ์ ๋ํํ๋๋ฐ, ์ด๋ ๊ธฐ์กด์ โ์ ์ฑ์ ๊ด์ฐฐโ์ ๋จธ๋ฌผ๋ ๋ ๋ถ๋ถ์ ์์นํ๋ ์งํ๋ก ์ ํํ ์ฒซ ์ฌ๋ก์์. ์ด์ ์ฐ๊ตฌ์๋ ํน์ ์ ์ ์๋ฅผ ์กฐ์ํ๋ฉด ๊ตฐ์ง ํํ๋ฅผ ์์ธก ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ๋์์ธํ ์ ์๊ฒ ๋์์ด์. ๋ฏธ๋์ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ค๊ณ ์ด ํ๋ ์์ํฌ๋ Myxococcus๋ฟ ์๋๋ผ ๋ค๋ฅธ ์ฌํ์ฑ ๋ฐํ ๋ฆฌ์๋ ๋ค์ธํฌ ๋ฏธ์๋ฌผ์๋ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํด์. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก๋ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ธฐ๋ฐ ์ฌ๋ฃ๋ ๋ฐ์ด์ค ๋ก๋ด์ ์ค๊ณํ ๋, ์ํ๋ ๊ตฌ์กฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ์ต์ ํํ๋ ๋ฐ ํฐ ๋์์ด ๋ ์ ๋ง์ด์์.
๐ก ์ฐ๋ฆฌ๋ ๋ณต์กํ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ง๋จ ํ๋์ ์ ๋ํํ์ง ๋ชปํด, ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ์ค์ ํ๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์๊ธฐ ์ด๋ ค์ ์ด์. ์ด ์ฐ๊ตฌ ๋๋ถ์ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์์ฌ๋ ์๋ฃ์ฉ ๋ฐ์ด์คํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ์ผ์์ ์ ์ฉํ ์ ์๊ฒ ๋๊ฑฐ๋ ์.
- Science๐ค AI ์์ฝ
์์ ์ปดํจํ ์ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ์๋ช ์ฒด: '๊ฐ์ผ D ๋ฐ์ด๋ฌ์ค' ๊ฒ๋ ํ์ฌ ์ฑ๊ณต
1. ๋ฐ์ด์ค ๋ฐ์ดํฐ์ ์๋ก์ด ๊ทธ๋ฆ, '์์ ๋นํธ(Qubit)' ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋์งํธํํ๋ ๊ฒ์ ํ๋ ๋ฐ์ด์ค์ธํฌ๋งคํฑ์ค์ ๊ทผ๊ฐ์ ๋๋ค. ํ์ง๋ง ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๋ฐฉ๋ํด์ง์๋ก ๊ธฐ์กด ์ปดํจํฐ์ ์ฐ์ฐ ๋ฅ๋ ฅ์ ํ๊ณ์ ๋ถ๋ชํ๊ณค ํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด ํ๊ณ๋ฅผ ๋๊ธฐ ์ํด ์ธ๊ณ์์ ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์ ์ธ๊ฐ ๊ฐ์ผ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ธ '๊ฐ์ผ D ๋ฐ์ด๋ฌ์ค(HDV)'์ ์ ์ฒด ๊ฒ๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ์์ ์ปดํจํฐ์ ์ธ์ฝ๋ฉํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์ต๋๋ค. 2. ๊ธฐ์ ์ ๋์ : ์์ด ์ ๋ณด๋ฅผ ์์ ํ๋ก๋ก ๋ณํ DNA์ ์ผ๊ธฐ ์์ด(A, G, C, T)์ ๊ธฐ์กด ์ปดํจํฐ์์๋ 0๊ณผ 1์ ์กฐํฉ์ผ๋ก ์ ์ฅ๋์ง๋ง, ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด๋ฅผ ์์ ๋นํธ์ธ ํ๋นํธ(Qubit)์ ์ง์ ๋งคํํ์ต๋๋ค. ์์ ์ธ์ฝ๋ฉ: ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ ์ ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์์ ์ํ์ ์ค์ฒฉ(Superposition) ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ด์ฉํด ํํํ์ต๋๋ค. ์ ๋ฐ ํ๋ก ์ค๊ณ: ๊ฒ๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ์์ค ์์ด ์ฒ๋ฆฌํ ์ ์๋ ์ ์ฉ ์์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๊ณผ ํ๋ก๋ฅผ ์ค๊ณํ์ฌ, ๋ณต์กํ ์๋ฌผํ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์์ ์์คํ ์์์ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ฌ๊ตฌ์ฑํด๋์ต๋๋ค. 3. ๊ฒฐ๊ณผ: ์ํผ์ปดํจํฐ๋ฅผ ์ํํ๋ ์ ํ๋์ ์๋ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ ์์ ์์คํ ์์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ , ์ด๋ฒ ์คํ์ ๋๋ผ์ด ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ์์ต๋๋ค. ๋์ ์ ๋ขฐ๋: ๊ธฐ์กด ์ํผ์ปดํจํฐ๋ก ์ฒ๋ฆฌํ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋น๊ตํ์ ๋ ๊ฑฐ์ ๋์ผํ ์ ํ๋๋ก ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฌํํ์ต๋๋ค. ์ฐ์ฐ ์ ์ฌ๋ ฅ: ์์ ํน์ ์ ๋ณ๋ ฌ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฅ๋ ฅ์ ํตํด, ํฅํ ๋ฐ์ดํฐ ๊ท๋ชจ๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋น ๋ฅธ ์ฐ์ฐ ์๋์ ๋ฎ์ ์ค๋ฅ์จ์ ๊ธฐ๋กํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ ์ฆํ์ต๋๋ค. 4. ์ ๋ง: '์์ ์ ์ ์ฒดํ'์ด ๋ฐ๊ฟ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ๋ฏธ๋ ์ด๋ฒ ์ฑ๊ณต์ ์์ ๊ธฐ์ ์ด ๋ณต์กํ ์๋ฌผํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๋ ์ค์ ์ ์ธ ๋๊ตฌ๊ฐ ๋ ์ ์์์ ์๋ฆฌ๋ ์ ํธํ์ ๋๋ค. ํ์ฅ์ฑ: ๊ฐ์ผ D ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ฅผ ์์์ผ๋ก ๋ ๋ณต์กํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ ๋ฐํ ๋ฆฌ์, ๋์๊ฐ ์ธ๊ฐ ๊ฒ๋ ์ ์ฒด๋ฅผ ์์ ์์คํ ์์ ๋ค๋ฃจ๊ฒ ๋๋ค๋ฉด, ์ง๋ณ ์ง๋จ ์๋๋ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋นจ๋ผ์ง ๊ฒ์ ๋๋ค. ๋ง์ถคํ ์ ์ฝ: ๋ถ์ ์์ค์ ๋ณต์กํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ด ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ฉด์, ๊ฐ์ธ์ ์ ์ ์ ํน์ฑ์ ๋ฑ ๋ง๋ ๋ง์ถคํ ์ ์ฝ ์ค๊ณ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ '์ ๋ฐ ์๋ฃ'์ ๊ถ๊ทน์ ๋ชฉํ์ ํ ๊ฑธ์ ๋ ๋ค๊ฐ์๊ฒ ๋์์ต๋๋ค.
๐ก ์์ ์ปดํจํ ์ ํ์ฌ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ์ด๋์ด ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ๊ฐ์ํํ ์ ์์ด์. ์ด๋ ์ ์ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ณ์ด ์ถ์ ๊ณผ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ ๊ฐ๋ฐ์ ์ง์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ์ ์์ฃ .
Nature Biotechnology๐ค AI ์์ฝํํธํ๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ ์ ์ ํผ์ฆ ๋ง์ถ๋ค... ์ผค๋ ๊ทธ๋ํ์ ๋ฅ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ์กฐ๋ฆฝ ๋๊ตฌ PALACE ๋ฑ์ฅ
๋ฐฐ๊ฒฝ ๋ฉํ๊ฒ๋ ธ๋ฏน์ค(metagenomics, ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฐ์ง ์ ์ ์ฒด ๋ถ์) ๊ธฐ์ ์ด ์ง๋ณดํจ์ ๋ฐ๋ผ ํ๊ฒฝ๊ณผ ์ธ์ฒด ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ์ ๋ณต์กํ ์ํ๊ณ๊ฐ ์์ํ ๋ฐํ์ง๋ ์ถ์ธ๋ค. ํนํ ์ธ๊ท ์ ๊ฐ์ผ์ํค๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ธ ๋ฐํ ๋ฆฌ์คํ์ง(bacteriophage)๋ ์ธ๊ท ๊ตฐ์ง์ ์กฐ์ ํ๊ณ ์ธ๊ฐ ๊ฑด๊ฐ์ ๋ฐ์ ํ๊ฒ ๊ด์ฌํด ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์ ์ฒด ํด๋ ๊ธฐ์ ๋ก ํ์ง ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ์์ ํ๊ฒ ๋ณต์ํ๋ ์์ ์๋ ์ฌ๋ฌ ์ ์ฝ์ด ๋ฐ๋ฅด๋ ์ค์ ์ด๋ค. ํ์ง ์ ์ ์ฒด๋ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์๊ณ ๋ฐ๋ณต ์์ด์ด ๋ง์, ์ํ์ฑ(sequencing, ์ผ๊ธฐ์์ด ๋ถ์) ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์กฐ๋ฆฝํ ๋ ์ฌ๋ฌ ์กฐ๊ฐ์ผ๋ก ํํธํ๋๊ธฐ ์ฝ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด ์กฐ๋ฆฝ ๋๊ตฌ๋ค์ ์ด์ฒ๋ผ ํํธํ๋ ์์ด๋ค์ ํ๋๋ก ์ด์ด ๋ถ์ฌ ์์ ํ ์ ์ ์ฒด ์ง๋๋ฅผ ๊ทธ๋ฆฌ๋ ๋ฐ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ํ๊ณ ๋ด ์ค์ ์ญํ ์ ๊ท๋ช ํ๋ ๋ฐ ๊ฑธ๋ฆผ๋๋ก ์์ฉํด ์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ํ์ฝฉ ๋์๋ํ๊ต(City University of Hong Kong) ๋ฅ์ค๋ฏน์ค ์ฐ๊ตฌ์(DeepOmics Lab)์ ์๋ฃจ์ดํญ(Ruihang Wang) ๋ฐ์ฌ ์ฐ๊ตฌํ์ ์๋์ฑ(homology) ์ ๋ณด์ ๋ฅ๋ฌ๋(deep learning) ๋ชจ๋ธ์ ๊ฒฐํฉํ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ถ์ ํ๋ ์์ํฌ์ธ 'ํฐ๋ฆฌ์ค(PALACE, Phage Assembly via Deep-learning And Conjugate graph-based framEwork)'๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. ํฐ๋ฆฌ์ค๋ ๋ฉํ๊ฒ๋ ธ๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ์์ ํ์ง ์ ๋ ์์ด์ ๊ณ ๊ฐ๋๋ก ํ์งํ๊ธฐ ์ํด ๋ ๊ฐ์ง ์ํธ๋ณด์์ ์ ๋ต์ ์ฑํํด ๋๊ธธ์ ๋๋ค. ์ด๋ฏธ ์๋ ค์ง ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ์ ์ ์ฌ์ฑ์ ์ฐพ๋ ์๋์ฑ ๊ธฐ๋ฐ ํ์๊ณผ, ์ ์ข ํ์ง์ ๋ ํนํ ์์ด ํจํด์ ํ์ตํ ๋ฅ๋ฌ๋ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ด ๋์์ ๊ฐ๋๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด์ฒ๋ผ ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆ๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ ํธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก '์ผค๋ ๊ทธ๋ํ(conjugate graph)' ์ด๋ก ์ ์ ์ฉํด ์กฐ๋ฆฝ ๊ณผ์ ์ ์ ๋ฐํํ๋ค. ํํธํ๋ ์์ด ๊ฐ์ ์ฐ๊ฒฐ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ํ์ ์ผ๋ก ์ฌ๊ตฌ์ฑํจ์ผ๋ก์จ, ์ค๋ฅ๋ฅผ ์ค์ด๋ฉด์๋ ๊ธธ๊ฒ ์ฐ๊ฒฐ๋ ํ์ง ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ๋ณต์ํด ๋๋ค. ์ธ๊ณต ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ์ฑ๋ฅ ๊ฒ์ฆ ํ ์คํธ์์ ํฐ๋ฆฌ์ค๋ ์ ์ ์ฒด ๋ณต์ ์ ํ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ F1 ์ค์ฝ์ด(F1-score) 0.92์์ 1.00 ์ฌ์ด์ ์ฐ์ํ ์ฑ์ ์ ๊ฑฐ๋์๋ค. ์ด๋ ๊ธฐ์กด์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ต์ฒจ๋จ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์๋ณ ๋ฐ ์กฐ๋ฆฝ ๋๊ตฌ๋ค๊ณผ ๋น๊ตํ์ ๋ F1 ์ค์ฝ์ด ๊ธฐ์ค 0.21์์ 0.48 ํฌ์ธํธ๊ฐ๋ ํฅ์๋ ์์น์ ํด๋นํ๋ค. ๋ํ ์ฐ๊ตฌํ์ด ์ค์ ์ธ๊ฐ์ ์ฅ๋ด ๋ฏธ์๋ฌผ ๋ฉํ๊ฒ๋ ธ๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ์ ํฐ๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ ์ฉํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ฒฝ์ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก ๋๋น ๋ณต์๋ ํ์ง ์ ์ ์ฒด์ ์๋ฒฝ๋ ์ค์๊ฐ(median genome completeness)์ด 56% ํฅ์๋๋ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ๋ค. ์ด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์์ฒ ๊ฐ์ ๊ณ ํ์ง ํ์ง ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ์๋กญ๊ฒ ๊ท๋ช ํ ์ ์์๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ๋ณด๊ฐ ์กฐ๊ฐ๋๊ธฐ ์ฌ์ด ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฉํ๊ฒ๋ ธ๋ฏน์ค ๋ถ์ผ์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI)๊ณผ ๊ทธ๋ํ ์ด๋ก ์ ๊ฒฐํฉํด ๋ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋ง๋ จํ๋ค๋ ํ๊ฐ๋ฅผ ๋ฐ๋๋ค. ์๋ฒฝ๋ ๋์ ํ์ง ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ๋ณต์ํ ์ ์๊ฒ ๋๋ฉด์, ํ์ง๊ฐ ์ธ๊ฐ ์ง๋ณ์ด๋ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฐ์ง ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฏธ์น๋ ์๋ฌผํ์ ์์ฉ ๊ธฐ์ ์ ๋ณด๋ค ์ ํํ ์ถ์ ํ ๊ธธ์ด ์ด๋ ธ๋ค. ๋ค๋ง ์ฐ๊ตฌํ์ ๋ค์ํ ํ๊ฒฝ ์๋ฃ๋ ํฌ๊ท ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฐ์ง์์๋ ์ฐธ์กฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ๋ถ์กฑ์ผ๋ก ์๋์ฑ ํ์์ ํจ์จ์ด ์ผ๋ถ ๊ฐ์ํ ์ ์๋ค๊ณ ์ธ๊ธํ๋ค. ํฅํ ๋น์ง๋ ํ์ต(unsupervised learning) ๊ธฐ๋ฒ ๋ฑ์ ๊ฐํํด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ์์กด๋๋ฅผ ๋ ๋ฎ์ถ๋ ๊ฒ์ด ๊ณผ์ ๋ค.
๐ก ํฐ๋ฆฌ์ค๋ ํนํ ์ ๋ฐ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฐ์ด์ด(microbiome, ์ธ์ฒด ๋ฏธ์๋ฌผ๊ตฐ์ง) ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ถ์ผ์์ ์ค์ง์ ์ธ ๋ณํ๋ฅผ ์ด๋์ด๋ผ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ํน์ ์ ํด๊ท ๋ง์ ํ์ ์น๋ฃํ๋ ํ์ง ํ ๋ผํผ(phage therapy, ํ์ง ์๋ฒ)๋ฅผ ์ค๊ณํ๊ธฐ ์ํด์๋ ํ์์ ์ฅ๋ด์ ์กด์ฌํ๋ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ํ์ง ์ข ๋ฅ์ ์ด๋ค์ ์์ฃผ ์ธ๊ท ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ช ํํ ํ์ ํ๋ ๊ณผ์ ์ด ํ์์ ์ด๋ค. ํ์ ๋ง์ถคํ ์ฅ๋ด ํ์ง ์์ด์ ํฐ๋ฆฌ์ค๋ก ์ ํํ๊ณ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ฌ๊ตฌ์ฑํ๋ฉด, ์ ํด ์ธ๊ท ์ ์ต์ ํ๊ธฐ ์ํ ์ต์ ์ ํ์ง ์นตํ ์ผ์ ๋ง์ถคํ์ผ๋ก ์ ์ํ ์ค๊ณํ๋ ์์ ์๋๋ฆฌ์ค๊ฐ ์๋น๊ฒจ์ง ์ ๋ง์ด๋ค. ์์ธ๋ฌ ํญ์์ ๋ด์ฑ๊ท ์ ํ๋ฅผ ๋ง๋ ํ์ง ์ ๋ ์ ๊ท ํญ๊ท ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐ๊ตด์ด๋ ์ ์ฉ ๋์ฌ์ฒด ํฉ์ฑ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ํ์ํ๋ ๋ฐ์ด์ค ์์ฝํ ๋ฐ ๊ทธ๋ฆฐ ๋ฐ์ด์ค ๋ถ์ผ์ ์ ์ ์ ์์ ๋ฐ๊ตด์์๋ ํฐ๋ฆฌ์ค๊ฐ ํ์ ๋๊ตฌ๋ก ์ ์ฉํ๊ฒ ์ฐ์ผ ์ ์๋ค.
Frontiers in cell and developmental biology๐ค AI ์์ฝ์์ธํฌ์ ์ข ์ ๊ฐ์์ฑ๊ณผ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ์ฑ ์กฐ์ ํ๋ RNA ํํ ์์์ ์ ์ฌ ํ ์ ์ด ๊ธฐ์
๋ฐฐ๊ฒฝ ์์ธํฌ๊ฐ ์ ์ด๋๋ ๊ณผ์ ์์ ๋ํ๋๋ ๋ํ์ ์ธ ์ฑ์ง์ ์ํผ๊ฐ์ฝ์ดํ(Epithelial-mesenchymal transition, EMT)์ด๋ค. EMT๋ ์ํผ์ธํฌ์ ํน์ฑ์ ์๊ณ ์ด๋์ฑ์ด ๊ฐํ ๊ฐ์ฝ์ธํฌ๋ก ๋ณํ๋ ๊ฐ์์ฑ ์ธํฌ ์ํ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ปํ๋ค. ๊ณผ๊ฑฐ์๋ ์์ธํฌ๊ฐ ์ํผ์ธํฌ์์ ๊ฐ์ฝ์ธํฌ๋ก ์์ ํ ์ ํ๋๋ ๋จ์ํ On/Off ์ค์์น ์๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ดํด๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ต๊ทผ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค์ ์ดํด๋ณด๋ฉด ์์ธํฌ๋ ๋ ์ํ ์ฌ์ด์ ์ค๊ฐ ํน์ ๋ถ๋ถ์ EMT(partial EMT) ๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ฑฐ์น๋ค. ์ธํฌ ์ฌ์ด์ ์ ์ฐฉ๋ ฅ์ ์ ์งํ๋ฉด์๋ ์ด๋์ฑ๊ณผ ์คํธ๋ ์ค ์ ํญ์ฑ์ ๋์์ ์ป๋ ์ํ๋ค. ์ค๊ฐ ์ํ์ ์ธํฌ๋ค์ ์ข ์ ์นจ์ต๊ณผ ์๊ฒฉ ์ ์ด, ๋ฉด์ญ ํํผ๋ฟ ์๋๋ผ ํญ์์ ์ ํญ์ฑ๊น์ง ๋ํ๋ด๋ฉฐ ์ ์น๋ฃ๋ฅผ ์ด๋ ต๊ฒ ๋ง๋๋ ์ฃผ์ ์์ธ์ผ๋ก ๊ผฝํ๋ค. ์ง๊ธ๊น์ง ํ๊ณ๋ ์ ์ฌ ์ธ์๋ฅผ ์ค์ฌ์ผ๋ก EMT๋ฅผ ์ดํดํ๋ ค ๋ ธ๋ ฅํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ ์ฌ ์ธ์ ์์ค์ ์ ์ด๋ง์ผ๋ก๋ ์์ธํฌ์ ๋น ๋ฅด๊ณ ์ ์ฐํ ์ํ ๋ณํ๋ฅผ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ค๋ช ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ๋ค. ์ธํฌ๊ฐ ํ๊ฒฝ ๋ณํ์ ๋ฏผ๊ฐํ๊ฒ ๋ฐ์ํ์ฌ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ฑ์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋ฏธ์ธ ์กฐ์ ํ๋ ๋ ๋ค๋ฅธ ์กฐ์ ์ธต์ด ์๊ตฌ๋๋ค. ์ต๊ทผ ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ๋ ์์ญ์ด ๋ฐ๋ก ์ํผ์ ์ฌ์ฒดํ(Epitranscriptomics)์ด๋ผ ๋ถ๋ฆฌ๋ RNA ํํ ์์์ด๋ค. RNA ๋ถ์์ ํํ์ ๋ณํ์ด ์ผ์ด๋ ์ ์ ์ ๋ฒ์ญ ํจ์จ์ด๋ ์์ ์ฑ์ด ๋ฐ๋๋ ํ์์ด๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ RNA ํํ ์์์ด ์์ธํฌ์ ๊ฐ์์ฑ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ํต์ฌ ์ ์ฌ ํ ์กฐ์ ๊ธฐ์ ์์ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ํ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์์ธํฌ๊ฐ ์ ์ฐ์์ฆ์ด๋ ๋ณํ์ฑ์ฅ์ธ์-๋ฒ ํ(Transforming growth factor-beta, TGF-ฮฒ) ์ ํธ, ์น๋ฃ ์คํธ๋ ์ค ๋ฑ ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ์ RNA ์์ ์์คํ ์ ๊ฐ๋ํ๋ค๋ ์ ์ ๋ฐํ๋๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ N6-๋ฉํธ์๋ฐ๋ ธ์ (N6-methyladenosine, m6A), 5-๋ฉํธ์ฌ์ดํ ์ (5-methylcytosine, m5C), N4-์์ธํธ์ฌ์ดํฐ๋(N4-acetylcytidine, ac4C) ๋ฑ ๋ค์ํ RNA ํํ ์์๋ค์ด ์์ธํฌ ๊ฐ์์ฑ์ ์กฐ์ ํ๋ ํต์ฌ ๋ถ์ ์ค์์น๋ก ์์ฉํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์์ ์ข ๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ญํ ์ ์ ๊ฐ๊ฐ์ด์๋ค. ๊ฐ์ฅ ๊ด๋ฒ์ํ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ ์ถ์ ๋ m6A ์์์ '์๊ฐ(Writer)-๋ ์(Reader)-์ง์ฐ๊ฐ(Eraser)' ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ชจ๋๋ก ์์ฉํด EMT ์ ์ฌ ์ธ์์ ํต์ฌ ์ ํธ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋ค. m6A๋ TGF-ฮฒ/SMAD, Wnt/ฮฒ-catenin, Notch ๋ฑ ์ข ์ ์ ์ด์ ๊ด์ฌํ๋ ํต์ฌ ์ ํธ ์ ๋ฌ ์ ์ ์์ RNA ์์ ์ฑ์ ๋ณํ์ํจ๋ค. ํนํ mRNA์ ์๋ช ์ ์ค์ด๊ฑฐ๋ ๋๋ฆผ์ผ๋ก์จ ์์ธํฌ๊ฐ ๊ฐ์ฝ์ธํฌ ์ํ๋ก ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ ํ๋๋๋ก ๋๋๋ค. ์ด์ ๋ฌ๋ฆฌ m5C์ ac4C๋ ์ ์ฌ์ฒด๋ฅผ ๋น์ ์์ ์ผ๋ก ์์ ํํ๊ณ ์ ์ ์ ๋ฒ์ญ ์๋๋ฅผ ๋์ด๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์๋ํ๋ค. ๋ ์์์ ์์ธํฌ๊ฐ ์ฒ๋ฐํ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์์๋ ์์กด์ ํ์ํ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋์์์ด ํฉ์ฑํ ์ ์๊ฒ ๋ณด์ฅํ๋ค. N7-๋ฉํธ๊ตฌ์๋ ธ์ (N7-methylguanosine, m7G) ์์์ ๋ฒ์ญ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ์ ๋ํด ํน์ ์ฝ๋์ ํธํฅ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ํฉ์ฑ์ ์ด์งํจ์ผ๋ก์จ EMT ๊ด๋ จ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ์์ผฐ๋ค. ๋ํ A-to-I RNA ํธ์ง์ ๋งค์ฐ ์ด์ค์ ์ธ ์ฑ์ง์ ๋ํ๋ธ๋ค. ํธ์ง ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฉด์ญ ํํผ๋ฅผ ๋๊ณ ์ธํฌ ๊ฐ์์ฑ์ ๋์ด๊ธฐ๋ ํ์ง๋ง, ๋ฐ๋๋ก ์ข ์ ์ฑ์ฅ์ ์ต์ ํ๋ ์ ์ ์ ์ด์ํผ(Isoform)์ ์์ฑํด ์ ์ด๋ฅผ ๋ง๊ธฐ๋ ํ๋ค. ์๋์ฐ๋ผ์ค(Pseudouridine, ฮจ) ๊ด๋ จ ๊ธฐ์ ์ ์์ง ์ฐ๊ตฌ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ ๋จธ๋ฌผ๋ฌ ์์ผ๋, ์์ธํฌ๊ฐ ์ธ๋ถ ์คํธ๋ ์ค์ ์ ์ํ๊ณ ์ฃผ์ ์กฐ์ง์ผ๋ก ์นจํฌํ๋ ๋ฅ๋ ฅ์ ์ป๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ก๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ๋ถ์์ ์ธํฌ ์ํ ์ ํ์ ํต์ฌ ๊ธฐ์ ์ด ๊ฒ๋(Genome) ์ ์ ์ ๋ณด ์์ฒด๋ณด๋ค RNA ์์ค์ ๋ฏธ์ธํ ํํ์ ๋ณํ์ ๋ฌ๋ ค ์์์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์ํผ์ ์ฌ์ฒด ์์ ํจํด์ ์ ์ํํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์์ธํฌ์ ์ ์ด ๋ฅ๋ ฅ๊ณผ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ์ฑ์ ์์ฒ ์ฐจ๋จํ๋ ์น๋ฃ ์ ๋ต์ ์ธ์ธ ์ ์๋ค. ํ์ง๋ง ์์ ์ ์ฉ์ ๋ฌ์ฑํ๊ธฐ๊น์ง๋ ๊ทน๋ณตํ ๊ณผ์ ๊ฐ ๋ง๋ค. ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ ๋๋ค์๊ฐ ๊ฐ๋ณ ์ธํฌ๊ฐ ์๋ ๋๋์ ์ธํฌ ์ง๋จ์ ํ๊บผ๋ฒ์ ๋ถ์ํ๋ ๋ฒํฌ(Bulk) ๋ถ์ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ผ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ข ์ ์กฐ์ง ๋ด ์ธํฌ๋ค์ด ์ง๋ ๋ค์์ฑ์ ์ธ๋ฐํ๊ฒ ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ๋ป์ด๋ค. ๋ํ ํน์ RNA ์ผ๊ธฐ ์์ด ๋ถ์์ ์ผ์ด๋๋ ํํ ์์์ ์ ํํ ๊ฒ์ฆํ๋ ๊ธฐ์ ์ด ์ฌ์ ํ ๋ถ์กฑํ๋ฉฐ, ์์ ๋ณํ๊ฐ EMT๋ฅผ ์ง์ ์ ๋ํ๋์ง ๋ํ๋ด๋ ์ธ๊ณผ์ ์ฆ๊ฑฐ๋ ๋ณด์ํด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์์ค์ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ๊ณผ ๊ณต๊ฐ ์ํผ์ ์ฌ์ฒดํ(Single-cell and spatial epitranscriptomics)์ ์ตํฉ์ด ํ์ ๊ณผ์ ๋ก ๋๋๋๋ค. ๊ฐ๋ณ ์์ธํฌ์ ์์น์ ๋ฐ๋ฅธ RNA ์์ ์ํ๋ฅผ ํ์ธํด์ผ ์ค์ ํ์ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ์ ๋ก ์ด์ด์ง ์ ์๋ค. ํฅํ ๊ธฐ๋ฅ์ RNA ํธ์ง ๋๊ตฌ๋ฅผ ๊ณ ๋ํํ๊ณ ๋๊ท๋ชจ ์์ ์ฝํธํธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฐ๊ณํ๋ ํ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ด ๋ถ์ผ์ ์ฑํจ๋ฅผ ๊ฐ๋ฅผ ์ ๋ง์ด๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ ์ด์ฑ ์ ํ์๋ฅผ ์ํ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๊ฐ๋ฐ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ํญ์์ ํ์ ๋ฐ๊ตด์ ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ๊ธฐ์ฌํ ์ ์๋ค. ์ ์น๋ฃ ํ์ฅ์์ ๊ฐ์ฅ ๊น๋ค๋ก์ด ๋์ ๋ ๊ธฐ์กด ํ์ ์น๋ฃ์ ์ ๋ฐ์ํ์ง ์๊ณ ์ด์๋จ๋ ๋ถ๋ถ์ EMT ์ํ์ ์์ธํฌ๋ค์ด๋ค. ๋ง์ฝ ํ์์ ์ข ์ ์กฐ์ง์์ ํน์ RNA ํํ ์์, ์์ปจ๋ m6A๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋ ์๊ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง(METTL3 ๋ฑ)์ด๋ ๋ ์ ๋จ๋ฐฑ์ง(YTHDF1 ๋ฑ)์ ๋น์ ์์ ํ์ฑํ๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๋ชจ๋ํฐ๋งํ๋ค๋ฉด, ์ ์ด ๋ฐ์ ์ํ์ ์กฐ๊ธฐ์ ์ง๋จํ๋ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๋ก ํ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๋ ๋์๊ฐ ์ด๋ฌํ RNA ํํ ์์ ํจ์๋ฅผ ํ์ ํ๋ ์๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ ์น๋ฃ์ ๋ฅผ ๊ธฐ์กด ํํ์๋ฒ์ด๋ ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ์ต์ ์ ์ ๋ณ์ฉ ํฌ์ฌํ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ๊ตฌ์ํ ์ ์๋ค. ์์ธํฌ์ ์ ์ด ๊ฐ์์ฑ์ ์ต์ ํด ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ์ฑ ํ๋์ ์ฐจ๋จํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์กด ํญ์์ ์ ์น๋ฃ ํจ๋ฅ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ํฅํ ์์ ํ์ฅ์์๋ ์ข ์ ์ธํฌ์ ๊ฐ์์ฑ ์ต์ ์ ๋ฉด์ญ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๊ฐ์ ์ด๋ผ๋ ๋ ๊ฐ์ง ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋์์ ๊ฑฐ๋๋ ๋ณตํฉ ์น๋ฃ ์๋ฒ์ด ์คํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ์ด ๊ธฐ์ฌ๋ PubMed ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42459839/)์ ๋ฑ์ฌ๋ Frontiers in Cell and Developmental Biology ๋ ผ๋ฌธ์ ์ฐธ๊ณ ํ์ฌ ์์ฑ๋์์ต๋๋ค.
Nature communications๐ค AI ์์ฝAI์ ํฌ๋ฆฌ์คํผ๋ก ์ฐพ์ ๊ฑด์ ์น๋ฃ ํ์ , ๋ฐ๋ฅด๋ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ ์ด๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ๊ฑด์ ์ ์ ์ธ๊ณ 1์ต 2,500๋ง ๋ช ์ด์์ด ๊ฒช๋ ๋ง์ฑ ์ผ์ฆ์ฑ ํผ๋ถ ์งํ์ด๋ค. ํผ๋ถ ๊ฐ์ง์ธํฌ๊ฐ ๊ณผ๋ํ๊ฒ ์ฆ์ํ๋ฉฐ ๋ถ์ ๋ฐ์ง๊ณผ ํ์ ๊ฐ์ง์ด ์ผ์ด๋๋ ํน์ง์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ง๊ธ๊น์ง ๊ฑด์ ์น๋ฃ๋ ์ธํฐ๋ฃจํจ-17(Interleukin-17, IL-17)๊ณผ ์์ฉ์ฒด์ธ ์ธํฐ๋ฃจํจ-17 ์์ฉ์ฒด A(IL-17 Receptor A, IL17RA)์ ์ ํธ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ฐจ๋จํ๋ ์๋ฌผํ์ ์ ์ (Biologics)๊ฐ ์ฃผ๋ํด ์๋ค. ์ฃผ์ฌ๋ก ํฌ์ฌํ๋ ์๋ฌผํ์ ์ ์ ๋ ๋ฐ์ด๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ด์ง๋ง ํด๊ฒฐํด์ผ ํ ์ฝ์ ๋ ๋๋ ทํ ์ํฉ์ด๋ค. ์ฝ๋ฌผ์ด ์ ์ ์ ์์ฉํด ๋ถ์์ฉ ์ฐ๋ ค๊ฐ ์์กดํ๋ฉฐ ์น๋ฃ ๋น์ฉ ๋ํ ๋งค์ฐ ๋์ ๊ฐ๊ฒฉ๋๋ฅผ ํ์ฑํ๋ค. ๋๊ตฌ๋ ์ฃผ์ฌ๋ฅผ ๋ง๊ธฐ ์ด๋ ต๊ฑฐ๋ ๊ฑฐ๋ถ๊ฐ์ ๋๋ผ๋ ํ์์๊ฒ๋ ์ ์ฉํ ์ ์๋ค. ํผ๋ถ์ ์ง์ ๋ฐ๋ฅด๋ ๊ตญ์ ์๋ถ์(Small-molecule) ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ์ด ๋์์ผ๋ก ๊ผฝํ๋ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ด๋ค. ์ด๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ ค๋ฉด ๊ฑด์ ๋ณ๋ณ์ ํต์ฌ์ธ ๊ฐ์งํ์ฑ์ธํฌ(Keratinocyte) ๋ด๋ถ์์ IL17RA๊ฐ ์กฐ์ ๋๋ ๊ธฐ์ ์ ์์ธํ ๊ท๋ช ํด์ผ๋ง ํ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ธ๊ฐ ์ผ์ฐจ ํํผ ๊ฐ์งํ์ฑ์ธํฌ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ํฌ๋ฆฌ์คํผ ๋ น์์ ์คํฌ๋ฆฌ๋(Genome-wide CRISPR knockout screen)์ ์ํํ๋ค. ์ธํฌ๋ง ํ๋ฉด์ ๋ํ๋๋ IL17RA ์์ค์ ์กฐ์ ํ๋ ์ ์ ์๋ฅผ ์ ์ ์ด ํ์ํ๊ธฐ ์ํ ์๋์๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๊ธฐ๋ฅ ์ ์ ์ฒดํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ต๋ ๊ฑฐ๋์ธ์ด๋ชจ๋ธ(Large Language Model, LLM) ํ๋ ์์ํฌ์ธ '๋ฒ์ถ์ผ ํฌ๋ฆฌ์คํผ(VirtualCRISPR)'๋ฅผ ์ ๋ชฉํ๋ ๋ค๊ฐ์ ๋ถ์ ๋ฐฉ์์ ๋์ ํ๋ค. AI์ ์์ธก ๋ฅ๋ ฅ๊ณผ ์ค์ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ์คํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ตํฉํจ์ผ๋ก์จ ์๋ง์ ํ๋ณด ์ค ํต์ฌ ์กฐ์ ์ ์ ์๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ๋ณํ ์ ์๊ฒ ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์์ ๊ธฐ์กด์ IL17RA ์กฐ์ ๊ณผ ์ฐ๊ด์ฑ์ด ๊ฑฐ์ ์๋ ค์ง์ง ์์๋ 5-๋ฆฌํฌ์ฐ์ํํจ์(5-lipoxygenase, ALOX5)์ ์ฅ์ํ ์ ์์ฉ์ฒด(Oxytocin Receptor, OXTR)๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ๋ ๊ฒฐ์ค์ ๊ฑฐ๋์๋ค. ๋ ์กฐ์ ์ ์ ์๋ ์ธํฌ ๋ด์์ ๊ฐ๊ธฐ ๋ค๋ฅธ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ฑฐ์ณ ๋ ๋ฆฝ์ ์ผ๋ก ์๋ํ๋ ๊ธฐ์ ์ ์ง๋๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์น๋ฃ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ฒ์ฆํ๊ณ ์ ์์ฅ์๊ฒ ๊ฑด์ ์ ๋ ๋ฌผ์ง์ธ ์ด๋ฏธํค๋ชจ๋(Imiquimod)๋ฅผ ํฌ์ฌํด ํผ๋ถ์ผ์ ์ ๋ฐํ๋ค. ์ด์ด์ ์์ฅ์ ์ผ์ฆ ๋ถ์์ ALOX5 ์ต์ ์ ์ธ ์ง๋ ์ฐํค(Zileuton)๊ณผ OXTR ๊ธธํญ์ ์ธ ํด๋ฆฌ๊ณ ์๋ฐ(Cligosiban)์ ์ง์ ๋ํฌํ๋ ์ฒ์น๋ฅผ ์งํํ๋ค. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ํด๋น ์๋ถ์ ๋ฌผ์ง๋ค์ ํผ๋ถ ์ผ์ฆ ๋ฐ์์ ๊ฐ๋ ฅํ๊ฒ ์ต์ ํ๋ ์์์ ๋ํ๋๋ค. ์ด๋ ์ ์ ํฌ์ฌ ๋ฐฉ์์ ํญIL17RA ํญ์ฒด ์น๋ฃ์ ์ ๋น๊ตํด๋ ๋๋ฑํ ์์ค์ ์ผ์ฆ ์ํ ํจ๊ณผ๋ก ๋ถ์๋๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋๊ณผ AI ๊ธฐ์ ์ ์ ๋ชฉํด ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง ๋ฐ๊ตด ๊ธฐ๊ฐ์ ํฌ๊ฒ ์ค์ผ ์ ์์์ ์ฆ๋ช ํ๋ค. ์ ์ ์ ์์ค์ ๋ฐฉ๋ํ ๋ฐ์ดํฐ ์์์ ์ค์ ์ฝ๋ฌผ ์์ฉ์ ์ผ๋ก ํ์ฉํ ์ ์๋ ํ์ ์ ์ ์ํ ์ ๋ณํ๋ ์๋ก์ด ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ณด์ฌ์ค ์ ์ด๋ค. ํนํ ๋ฐ๋ฅด๋ ๊ฑด์ ์น๋ฃ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ๋ฐ๊ตด์ ๊ธฐ์กด ์ ์ ์ฃผ์ฌ์ ์น๋ฃ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋๋ผ๋ ํ์๋ค์๊ฒ ์๋ก์ด ์น๋ฃ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ ์ํ๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณ์ ์ ์๋ค. ๋ค๋ง ๋๋ฌผ ๋ชจ๋ธ์์์ ์ฑ๊ณต์ด ์ธ๊ฐ ์์์ํ์์์ ์ฑ๊ณต์ ๋ณด์ฅํ์ง๋ ์๋๋ค๋ ์ ์ ์ ์ํด์ผ ํ๋ค. ๋ง์ฐ์ค์ ์ธ๊ฐ ํผ๋ถ ๊ตฌ์กฐ ์ฌ์ด์ ๋ฏธ์ธํ ์๋ฆฌ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์กฐ์ ํ๊ณ ๊ทน๋ณตํ๋ ํ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ ๊ธฐ๋๋ค. ๋๋ถ์ด ๊ตญ์ ๋ํฌ๋ ์๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ์ด ๋๊บผ์์ง ๊ฑด์ ํผ๋ถ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ซ๊ณ ๊ฐ์ง์ธํฌ๊น์ง ์์ ์ ์ผ๋ก ์ ๋ฌ๋๋๋ก ๋๋ ์ ํ ๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฐ๋ ์๊ตฌ๋๋ ์ํฉ์ด๋ค. ์์ ์ฑ๊ณผ ์ฝํจ๋ฅผ ๋์์ ์ ์ฆํ๊ธฐ ์ํด ์์ ์ง์ ์ ์ฒ ์ ํ๊ฒ ๊ฒ์ฆ ๊ณผ์ ์ ๊ฑฐ์น๋ ๋ ธ๋ ฅ์ด ๋ค๋ฐ๋ผ์ผ ๋ง๋ ํ๋ค.
๐ก ๋ฐ๋ฅด๋ ํํ์ ์๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ ์น๋ฃ์ ๋ ๊ฑด์ ํ์์ ์ถ์ ์ง์ ๋์ด๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค. ํ์๊ฐ ๋ณ์์ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐฉ๋ฌธํ์ฌ ๊ณ ๊ฐ์ ์ฃผ์ฌ์ ๋ฅผ ๋ง์ ํ์ ์์ด, ์ผ์์์ ์ค์ค๋ก ์ฝ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉฐ ์ฆ์์ ๊ด๋ฆฌํ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํนํ ์ ์ ๋ถ์์ฉ ์ฐ๋ ค๋ก ์๋ฌผํ์ ์ ์ ์ฌ์ฉ์ด ์กฐ์ฌ์ค๋ฌ์ ๋ ๊ฒฝ์ฆ ํ์๋ค์๊ฒ ์์ ํ 1์ฐจ ์น๋ฃ ์ต์ ์ ์ ๊ณตํ ์ ์๋ค. ์ ์ฝ ์ฐ์ ๊ด์ ์์๋ ์๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ์ ์์ฐ ๋จ๊ฐ๊ฐ ๋ฎ์ ์๋ฃ ์ฌ์ ๋ถ๋ด์ ๊ฒฝ๊ฐํ๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ฑฐ๋๊ธฐ์ ์ถฉ๋ถํ๋ค. ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ VirtualCRISPR๋ฅผ ํ์ฉํ AI ๊ธฐ๋ฐ ํ์ ๋ฐ๊ตด ๊ธฐ๋ฒ์ ๊ฑด์ ์๋ง ๊ตญํ๋์ง ์๋ ํน์ฑ์ ๋ณด์ธ๋ค. ์ํ ํผ ํผ๋ถ์ผ์ด๋ ์ํ ํ๋ชจ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋์น์ฑ ํผ๋ถ ๋ฉด์ญ ์งํ์ ๊ตญ์ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ์๋ ์ด ํ๋ซํผ ๊ธฐ์ ์ ๊ณ ์ค๋ํ ์ด์ํ ์ ์์ด ์ ์ฝ ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ๋ณด ์๋๋ฅผ ๊ฐ์ํํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
PNAS๐ค AI ์์ฝ๋จ์ ์ ๋ฐ๋ณต์ ๋์ด โ ๋ฐ์-ํ์ฐ ํํ๋ฐ์์ด ๋น์ ๋ถ๊ท์น ๊ฒฉ์, ๊ฐ๋์ ์ธ์ฑ ๋์ ํฅ์
๋ฐฐ๊ฒฝ ๊ตฌ์กฐ ์ฌ๋ฃ(architected materials)๋ ๊ธฐํํ์ ๋ฐฐ์ด ์์ฒด์์ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋์ด๋ธ๋ค. ๊ฒฝ๋ํ, ์๋์ง ํก์, ์์ ํธ์์ก๋น(auxetic) ๊ฑฐ๋๊น์ง โ ๊ณจ๊ฒฉ์ ๊ธฐํํ์ด ๊ณง ์ฑ๋ฅ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ธฐ์กด ์ค๊ณ๋ฒ์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ ์ํ ๋จ์ ์ (unit cell)์ ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ๋ณต ๋ฐฐ์ดํ๋ ๋ฐฉ์์ ๊ฐํ ์์๋ค. ์ด ์ ๊ทผ์ ๊ท ์ผํ ์ฑ์ง์ ๋ณด์ฅํ์ง๋ง, ํ ๋ถํ ์์์ ์์ญ๋ณ๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ตฌํํ๊ฑฐ๋ ๋ณต์กํ ์ธํ์ ์ ์ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ๊ฒฐํจ์ด ์๊ธฐ๋ฉด ๊ท์น ๊ฒฉ์๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ด์ด ์ง์ ์ผ๋ก ์ ํ๋์ด ๊ตฌ์กฐ ์ ์ฒด๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ๋ฌด๋์ง๋ ์น๋ช ์ ์ฝ์ ๋ ์๋ค. ์์ฐ๊ณ ์๋ฌผ ์กฐ์ง์ ์ ํ ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉ์์ ์ทจํ๋ค. ๋ผ, ๋๋ฌด ๊ฒฐ, ํด๋ฉด ๊ณจ๊ฒฉ์ ๋จ์ ๋ฐ๋ณต์ด ์๋ ํํ๋ฐ์(morphogenesis) โ ๊ตญ์ ์ฑ์ฅ ๊ท์น์ ๋น์ ํ ์ํธ์์ฉ โ ์ผ๋ก ๋ถ๊ท์นํ๋ฉด์๋ ์ญํ์ ์ผ๋ก ์ฐ์ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ง๋ค์ด๋ธ๋ค. ์ด ์๋ฆฌ๋ฅผ ๊ณตํ ์ฌ๋ฃ ์ค๊ณ๋ก ์ฎ๊ธธ ์ ์์๊น. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ PNAS 123๊ถ 27ํธ์ ๊ฒ์ฌ๋ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ RDGenCAD๋ผ๋ ํํ๋ฐ์ ์ค๊ณ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๊ฐ๋ฅํ ์ฑ์ฅ ๊ท์น์ ๋ฐ์-ํ์ฐ(reaction-diffusion, RD) ์ญํ์ผ๋ก ๋ณํํ๊ณ , ๊ทธ ์ถ๋ ฅ์ CAD ํธํ ํ์์ ์๊ธฐ์กฐ์งํ ๊ตฌ์กฐ๋ก ์ง์ ์์ฑํ๋ ์์คํ ์ด๋ค. ์จ๋ฐ ํ๋ง์ด ์ ์ํ RD ๋ฉ์ปค๋์ฆ โ ํ์ฑ์ธ์์ ์ต์ ์ธ์์ ๊ฒฝ์์ ํ์ฐ์ด ์๋ฐ์ ํจํด์ ํ์ฑํ๋ ์๋ฆฌ โ ์ ์ฌ๋ฃ ๊ณจ๊ฒฉ ์ค๊ณ์ ์ง์ ์ ์ฉํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ด ํ๋ ์์ํฌ๋ก 12๋ง ๊ฐ์ ํํ๋ฐ์ ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๊ณ ํ์ฑ ํน์ฑ์ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ํ๋ค. ๊ธฐํํ์ ์ผ๋ก๋ ๋๋ ทํ ๋ถ๊ท์น์ฑ์ ๋ณด์ด๋ฉด์๋, ํ์ฑ ๊ณ์์ ์ฐ์์ ์ด๊ณ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐ์ ๋ก ์ ์ธ ์กฐ์จ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์์ ํธ์์ก๋น๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์ฅ์ธํฑ ์์ญ๋ถํฐ ์์ ํธ์์ก๋น๋ฅผ ๊ฐ๋ ์ผ๋ฐ ์์ญ๊น์ง ๋์ ๋ฒ์๋ฅผ ํฌ๊ดํ๋ค. ๊ฐ์ฅ ์ฃผ๋ชฉํ ์ ์ ๊ฒฐํจ ์์์์ ๊ฑฐ๋์ด๋ค. ํํ๋ฐ์ ๊ตฌ์กฐ๋ ์๋ ฅ ๊ตฌํํ(stress compartmentalization) ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ผ๋ก ๊ท ์ด ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ํธํฅ์ํค๋ ์ฐฝ๋ฐ์ ๊ฒฐํจ ๋ฌด๊ฐ์์ฑ(flaw insensitivity)์ ๋ณด์๋ค. ๊ท ์ด์ด ๋ถ๊ท์น ๊ฒฉ์์ ๋ณต์กํ ๊ฒฝ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์๋์ง๋ฅผ ๋ถ์ฐ์ํค๋ฉฐ, ์ง์ ์ ํ๊ฐ ์ฐจ๋จ๋๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๋์ผ ๋ฐ๋์ ๊ท์น ๊ฒฉ์ ๋๋น ๊ฐ๋(strength)์ ์ธ์ฑ(toughness)์ด ๋์์ ํฅ์๋๋ ์๋์ง ํจ๊ณผ๊ฐ ํ์ธ๋๋ค. ํต์ ๊ฐ๋์ ์ธ์ฑ์ ์์ถฉ ๊ด๊ณ์ ๋์ด๋๋ฐ, ํํ๋ฐ์ ๋ถ๊ท์น ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์ด ์ค๋๋ ํธ๋ ์ด๋์คํ๋ฅผ ๊นจ๋จ๋ฆฐ ์ ์ด๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ตฌ์กฐ ์ฌ๋ฃ ์ค๊ณ์ ๊ทผ๋ณธ ์ ์ ๋ฅผ ์ฌ๊ฒํ ํ๊ฒ ๋ง๋ ๋ค. ์์ญ ๋ ๊ฐ ๋น์ฐ์๋ผ ์จ ๋จ์ ์ ๋ฐ๋ณต ํจ๋ฌ๋ค์ ๋๋จธ์, ์๋ฌผํ์ ์๊ธฐ์กฐ์งํ๋ผ๋ ๊ณตํ์ ๋์์ด ์กด์ฌํจ์ 12๋ง ๊ฐ ๊ตฌ์กฐ์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ๋ท๋ฐ์นจํ๋ค. Huajian Gao๊ฐ ๊ธฐ์ฌ(contributed)ํ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ Grace Gu, Carlos M. Portela์ ๋ฆฌ๋ทฐ๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ 2026๋ 7์ ๊ฒ์ฌ๋๋ค. ๊ฐ๋-์ธ์ฑ ์๋์ง์ ๊ฒฐํจ ๋ฌด๊ฐ์์ฑ์ ํญ๊ณต์ฐ์ฃผ ๊ตฌ์กฐ์ฌ, ์ ํ์ธ๊ณผ ์ํ๋ํธ, ์ถฉ๊ฒฉ ํก์ ์ฅ์น ๋ฑ ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์ค๊ณ๊ฐ ํ์์ธ ๋ถ์ผ์ ์ฆ๊ฐ์ ํ๊ธ๋ ฅ์ ์ง๋๋ค. RD ๋งค๊ฐ๋ณ์ ์กฐ์ ๋ง์ผ๋ก ํ์ฑ ํน์ฑ์ ์ฐ์ ํ๋ํ ์ ์์ด, ๋ถ์๋ณ ์ญํ ์๊ตฌ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๊ฒฝ์ฌ๊ธฐ๋ฅ์ฌ๋ฃ(functionally graded materials) ์ค๊ณ์๋ ์ ํฉํ๋ค. ๋จ์ ๊ณผ์ ๋ ๋ถ๋ช ํ๋ค. ํ์ฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ 2์ฐจ์ ๊ตฌ์กฐ ์ค์ฌ์ด๋ฉฐ, 3์ฐจ์ ๋ณต์ก ํ์์ผ๋ก์ ํ์ฅ๊ณผ ๋๋ฉด์ ์ ์ธต ์ ์กฐ ๊ณต์ ๊ณผ์ ํธํ์ฑ ๊ฒ์ฆ์ด ๋จ์ ์๋ค. RD ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ๊ฑฐ์ ์ญํ ์ฑ๋ฅ ์ฌ์ด์ ์ ๋์ ์ค๊ณ ๊ท์น๋ ํ์ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ๊ตํํด์ผ ํ ๋ถ๋ถ์ด๋ค.
๐ก RDGenCAD์ ๊ฐ์ฅ ์ง์ ์ ์ธ ์ ์ฉ ์๋๋ฆฌ์ค๋ ์ ์ธต ์ ์กฐ(3D ํ๋ฆฐํ ) ๊ธฐ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๊ตฌ์กฐ ๋ถํ์ด๋ค. ํญ๊ณต๊ธฐ ๋์ฒด ํจ๋์ด๋ ๊ณจ ์ํ๋ํธ์ฒ๋ผ ์์น๋ง๋ค ํ์ค ์กฐ๊ฑด์ด ๋ค๋ฅธ ๋ถํ์์, RD ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ฅผ ์์ญ๋ณ๋ก ์กฐ์ ํด ์ฅ์ธํฑ ์์ญ๊ณผ ๊ณ ๊ฐ์ฑ ์์ญ์ ํ๋์ ์ฐ์์ฒด๋ก ๋ฐฐ์นํ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด ์ค๊ณ๋ฒ์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋จ์ ์ ์ ์ ํฉํด์ผ ํ๊ณ , ์ ํฉ ๊ณ๋ฉด์์ ์๋ ฅ์ด ์ง์ค๋๋ค. ํํ๋ฐ์ ์ ๊ทผ์ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์์ฐ์ค๋ฝ๊ฒ ์ ์ด๋๋ฏ๋ก ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก ํํผํ๋ค. ๊ฒฐํจ ๋ฌด๊ฐ์์ฑ์ ํผ๋ก ํ์ค์ ๋ฐ๋ ํฐ๋น ๋ธ๋ ์ด๋ ๋ณดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ ์ถฉ๊ฒฉ ํก์์ฉ ํฌ๋ฉง ๋ผ์ด๋์ฒ๋ผ ๋ฏธ์ธ ๊ท ์ด์ด ๋ถ๊ฐํผํ ํ๊ฒฝ์์ ์์ ๋ง์ง์ ๋์ด๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ฌํ ์ ์๋ค. 12๋ง ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ์์ฒด๋ ๋จธ์ ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ์ญ์ค๊ณ(inverse design) ํ์ต ๋ฐ์ดํฐ๋ก์ ํ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด์ ์์ ๋ถ์ ๊ฒฐํฉํ ํผํฉ ์ ์ ์ฒด-์์ ๊ธฐ์ , ๋ค์ธ์ข ์ ์ ๋ณ์ด ํ์ ๋น์ฉ 75% ์ค์๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ๊ธฐ์กด ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ํ๊ณ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ๊ท ํ ์ธ๊ฐ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ตฌ๋ ์ง๋ณ ์์ธ์ ๊ท๋ช ํ๊ณ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ๋ฅผ ์คํํ๊ธฐ ์ํ ํต์ฌ ๊ธฐ๋ฐ์ด๋ค. ํ์ง๋ง ์ ์ธ๊ณ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ 80% ์ด์์ด ์ ๋ฝ๊ณ ์ธ๊ตฌ์ ํธ์ค๋ผ ๋ค์ธ์ข ์ฐ๊ตฌ๋ก์ ํ์ฅ์ด ์๊ธํ ๊ณผ์ ๋ค. ๊ธฐ์กด ์ ์ ์ฒด ๋ง์ดํฌ๋ก์ด๋ ์ด(Microarray) ์นฉ์ ์ด๋ฏธ ์ค๊ณ๋ ํ๋ก๋ธ์ ์์กดํ๋ ํ์ ๋น์ ๋ฝ๊ณ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ํฌ์ฐฉํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค๋ ๋จ์ ์ ์ง๋ ๋ค. ํนํ ์ํ๋ฆฌ์นด๊ณ๋ ๋ผํด๊ณ ์ธ๊ตฌ์ ๊ณ ์ ๋ณ์ด๋ ์นฉ ๋ถ์์์ ์๋น ๋ถ๋ถ ๋๋ฝ๋ผ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ตฌ์ ์ธ์ข ๋ถํ๋ฑ์ ์ผ๊ธฐํ๋ค๋ ์ฐ๋ ค๊ฐ ๊พธ์คํ ๋์๋ค. ์ด๊ณ ๊ฐ ๋ถ์ ๋น์ฉ ์ฅ๋ฒฝ๊ณผ ๊ทน๋ณต ๋ ธ๋ ฅ ์ ์ฒด DNA ์ ๋ณด๋ฅผ ํด๋ ํ๋ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์(Whole-Genome Sequencing, WGS)์ ์ด์์ ์ธ ๋์์ด์ง๋ง, ๋๊ท๋ชจ ํ๋ณธ ๋ถ์ ์ ๋น์ฉ ๋ถ๋ด์ด ์ปค ๋ค์ธ์ข ์ฝํธํธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ง์ ํ์ฉํ๊ธฐ๊ฐ ์ด๋ ค์ ๋ค. ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์์ฑํ๋ ์์ ์์ญ๋ง ํ์ ํํ๋ ์ ์ฅ ์์ ๋ถ์(Whole-Exome Sequencing, WES) ์ญ์ ๋น์ฝ๋ฉ(Non-coding) ์์ญ์ ํํ ๋ณ์ด๋ ๊ณํต ์ ๋ณด๋ฅผ ๋์น๋ ๋งน์ ์ ๋ณด์ฌ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ฅ๋ฒฝ์ ๊ทน๋ณตํ๋ ค๋ ์๋์์ ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์๋์ง ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ ธ๋ฆฐ ํผํฉํ ์ํ์ฑ ๊ธฐ๋ฒ์ด ๋ง์นจ๋ด ๊ฐ๋ฐ๋๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ๊ฒ๋๊ณผ ์์์ ํํ์ ๊ฒฐํฉ๊ณผ ์ฐ์ฐ ๋ณด์ ๋ฏธ๊ตญ ๋ธ๋ก๋ ์ฐ๊ตฌ์(Broad Institute) ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ ๋ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ(Low-pass WGS)๊ณผ ๊น์ ์ ์ฅ ์์ ์ํ์ฑ(Deep WES)์ ๋จ์ผ ์ํ์ฑ ๋ฐ์ผ๋ก ํตํฉํ ํผํฉ ์ ์ ์ฒด-์์ ๋ถ์(Blended Genome Exome, BGE) ๊ธฐ์ ์ ์ ๋ณด์๋ค. BGE๋ ์ ์ ์ฒด ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ๋ฅผ ๋จผ์ ์ ์ํ ๋ค, ์ด ์ค ์ผ๋ถ๋ฅผ ๋ถ์ทจํ์ฌ ์์ ์์ญ๋ง ์ฆํญ์ํจ๋ค. ์ดํ ๋ ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ๋ฅผ 67๋ 33 ๋น์จ๋ก ํผํฉํด ๋จ์ผ ํ๋ธ์์ ์ํ์ฑํจ์ผ๋ก์จ ์ ํด์๋ ์ ์ ์ฒด(ํ๊ท 1~4๋ฐฐ ํด๋ ๊น์ด)์ ๊ณ ํด์๋ ์์(ํ๊ท 30~40๋ฐฐ ํด๋ ๊น์ด) ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ค. ์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ ์ ์ ํ ์ํจํ ์ด์ (Genotype Imputation) ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ธ '๊ธ๋ฆผ์ค2(GLIMPSE2)'๋ก ๋ณด์ ๋ผ ๋๋ฝ๋ ์์ด์ ๊นจ๋ํ๊ฒ ๋ณต์ํ๋ค. ์ํ์ฑ ๋น์ฉ์ ๊ธฐ์กด 30๋ฐฐ ๊น์ด์ ๊ณ ํด์๋ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์(Deep WGS) ๋๋น 28% ์์ค๊น์ง ๋ฎ์์ก๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด ์ํ๋น ๋น์ฉ์ ๊ธฐ์กด์ 4๋ถ์ 1 ์์ค์ผ๋ก ๊ฐ์ถํด ๋์ผํ ์์ฐ์ผ๋ก 4๋ฐฐ ๋ ๋ง์ ํ์์ ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ๋ถ์ํ ์ ์๋ ๊ธฐ๋ฐ์ด ๋ง๋ จ๋ ์ ์ด๋ค. 5๋ง 3000๋ช ๋๊ท๋ชจ ๋ค์ธ์ข ์ฝํธํธ์์ ์ ์ฆํ ์ฑ๋ฅ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ ์ ์งํ ๋ค์ธ์ข ์ฐํฉ ์ฐ๊ตฌ(Populations Underrepresented in Mental Illness Association Studies, PUMAS)์ ์ฐธ์ฌํ ์ํ๋ฆฌ์นด๊ณ, ๋ผํด๊ณ ๋ฑ 5๋ง 3,000๊ฐ ์ด์์ ์ํ์ BGE ๊ธฐ์ ์ ์ ์ฉํ๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋(MAF)๊ฐ 1% ์ด์์ธ ํํ ์ ์ ๋ณ์ด ์์ญ์์ ๋ชจ๋ ์ฝํธํธ์ ๊ฒฐ์ ๊ณ์(R2) ๊ฐ์ด 95% ์ด์์ผ๋ก ๋์ ์๊ด์ฑ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋น๋๊ฐ 1% ๋ฏธ๋ง์ธ ํฌ๊ท ๋ณ์ด์กฐ์ฐจ R2 ๊ฐ์ด 90% ์ด์์ผ๋ก ์ง๊ณ๋ผ ์ ๋ขฐํ ๋งํ ์์ ์ฑ์ ์ ์ฆํ๋ค. ์ด์ ํจ๊ป ๋จ๋ฐฑ์ง ์ฝ๋ฉ ๋ถ์์ ์นดํผ์ ๋ณ์ด(CNV) ๋ถ์์์๋ 3๊ฐ ์ด์์ ์์ ์์ญ์ ๊ฑธ์น ๋ณ์ด๋ฅผ ์ฐพ์ ๋ ์ฝ 90% ์์ค์ ์์ฑ ์์ธก๋ฅ (PPV)์ด ํ์ธ๋๋ค. ์ด๋ ์ ํด์๋ ์ํ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฒฐํฉ์ด ๊ณ ๋น์ฉ์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ๋ชป์ง์์ ์ ํ๋๋ฅผ ํ๋ณดํ ์ ์์์ ์ ์ฆํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ ์ฒด ๋ถ๊ท ํ ํด์์ ๊ต๋๋ณด BGE ๊ธฐ์ ์ ํน์ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ์ ํธ์ค๋๋ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ถ๊ท ํ์ ๊ฐ์ ํ ์ฃผ์ ๋๊ตฌ๋ก ํ๊ฐ๋ฐ๋๋ค. ๊ณ ๋น์ฉ ๋ฌธ์ ๋ก ๋๊ท๋ชจ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ด๋ ต๋ ์์์, ๋ผํด ์๋ฉ๋ฆฌ์นด ์ง์ญ์ ์ฐ๊ตฌ์ง์๊ฒ ํจ์จ์ ์ธ ๋ถ์ ๋์์ ์ ์ํด ์๋ค. ๋ค์ธ์ข ์ ์ ์ฒด ์ง๋๊ฐ ์ถ์ ๋๋ฉด ์ง๋ณ ๋ฐ๋ณ ์ํ์ ์์ธกํ๋ ๋ค์ ์ ์ ์ํ ์ ์(Polygenic Risk Score, PRS)์ ์ธ์ข ๊ฐ ํธํฅ์ ๋ฎ์ถ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค. ์ด๋ ํน์ ์ธ์ข ์๋ง ์ ๋ฆฌํ๋ ์ ๋ฐ ์๋ฃ์ ํํ์ ์ธ๋ฅ ์ ๋ฐ์ผ๋ก ๋ํ๋ ๊ณ๊ธฐ๊ฐ ๋ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋์์ ์์์ด ํ์ ๋ ์ฐ๊ตฌ์์์๋ ์ธ์ข ์ ๋ค์์ฑ์ด ํ๋ถํ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ฐ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ฃผ๋ํ ์ ์์ด ์ ์ ํ์ ๋ฏผ์ฃผํ์๋ ๊ธฐ์ฌํ๋ฆฌ๋ผ ์์๋๋ค. ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ถ์๋ฒ์ ์ค๋ฌด์ ๊ณผ์ ๋ค๋ง BGE ๊ธฐ๋ฒ์ด ๋ชจ๋ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๋์ฒดํ๊ธฐ๋ ์ด๋ ต๋ค. ๋นํ์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ๋ฉ์ฐ๋ ์ํจํ ์ด์ ํน์ฑ์, ์ฐธ์กฐ ํจ๋์ ์ ๋ณด๊ฐ ์๋ ๊ทน ํฌ๊ท ๋ณ์ด๋ ๋น์ฝ๋ฉ ์์ญ์ ๋์ฐ๋ณ์ด๋ฅผ ์๋ฒฝํ ๊ฐ์งํ๋ ๋ฐ๋ ํ๊ณ๊ฐ ๋ฐ๋ฅธ๋ค. ์ค์ ๋ก ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๊ฐ ๋ถ์คํ ์์ ๋ฏผ์กฑ ์ง๋จ์ ๋ถ์ํ ๋๋ ์ ํ๋๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ํ๋ฝํ ์ ์๋ค. ํฅํ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด ๋ถ์์ ์ค์์ฑ์ด ์ปค์ง์ ๋ฐ๋ผ, ๊ณ ํด์๋ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์๊ณผ์ ์ํธ ๋ณด์์ ์ธ ์กฐ์จ์ด ๋ท๋ฐ์นจ๋ผ์ผ ํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก BGE ๊ธฐ์ ์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ ๊ตฌ์ถ๊ณผ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์์์ํ์ ํ๋ณธ ์ ๋ณ ๋จ๊ณ์์ ์ค์ง์ ์ธ ๋น์ฉ ์ ๊ฐ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ผ ์ ์๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ๊ฐ ํน์ ์ํ๋ฆฌ์นด๊ณ ์ฌํ๊ด ์งํ ํ์ ๊ตฐ์ ๋์์ผ๋ก ์ ์ ๋ณ์ด์ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์์ฑ์ ํ์ธํ๊ณ ์ ํ ๋, ์๋ง ๋ช ์ ์์ ์ฐธ๊ฐ์๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ๊ณ ํด์๋ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ์ํํ๋ ค๋ฉด ๋ง๋ํ ์์ฐ์ด ํ์ํด์ง๋ค. ์ด๋ BGE ๊ธฐ๋ฒ์ ๋์ ํ๋ฉด ๊ธฐ์กด ๋น์ฉ์ 4๋ถ์ 1 ์ดํ๋ก ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ์์ํ๋ ๊ฒ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ฆ, ์ ๋น์ฉ์ผ๋ก ํ์ ์ ์ ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ํ๋ํ ํ ์์ ๋ฐ์ดํฐ ์์ญ์์ ํฌ๊ท ์ฝ๋ฌผ ํ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ์ง๋ ํ์๊ตฐ๋ง ์ ๋ณํ์ฌ ์ ๋ฐ ์์์ ์งํํ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ ์ ์ด๋ค. ์ด๋ ๋ง์ถคํ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์ฐ๊ตฌ์ ์ง์ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ํญ ๋ฎ์ถ๋ ์์ธ์ผ๋ก ์์ฉํ๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์ผ๊ธฐ์์ด๋ก ์ ์ ์ ๋ฐํ ์์ธกํ๋ AI ๋ชจ๋ธ, ์ผ๋ฐ์ฑ๊ณผ ํด์๋ ฅ ํ๋ณด๊ฐ ๋ค์ ์ด์ ํ
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ธ๊ฐ ์ ์ ์ฒด ํด๋ ์ดํ 30์ต ์์ DNA ์ผ๊ธฐ์์ด์ด ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ์ด๋ค ์ ์ ์ ์กฐ์ ํ์ฑ์ ๋ํ๋ด๋์ง ๋ฐํ๋ ์์ ์ ํ๋ ์ ์ ํ์ ์ฃผ์ ๊ณผ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด ์ ์ ํ ์ฐ๊ตฌ์ ์ฃผ๋ฅ๋ ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์(Genome-Wide Association Study, GWAS)์ผ๋ก ํน์ ๋ณ์ด์ ์ง๋ณ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ฐํ๋ ๋ฐ ๊ทธ์ณ, ๋น๋ถํธํ(non-coding) ์์ญ ๋ณ์ด์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์๋ ๊ธฐ์ ์ ์ง์ ์ค๋ช ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ๋ค. ์ต๊ทผ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ ์ฒดํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(Artificial Intelligence, AI)์ ๋ฐ์ ์ DNA ์์ด์์ ์ ์ ์ ๋ฐํ๋์ ์์ธกํ๋ '์ผ๊ธฐ์์ด-๊ธฐ๋ฅ ์์ธก ๋ชจ๋ธ(Sequence-to-Function model, seq2func ๋ชจ๋ธ)'์ ๋ฑ์ฅ์ผ๋ก ์ด์ด์ก๋ค. ์ด AI ๋ชจ๋ธ์ ํ์ ์ ์ ์์ ์กฐ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ถ์ ์์ค์์ ์์ธกํ์ฌ ์ ์ ์ฒดํ ์ฐ๊ตฌ์ ์๋ก์ด ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ฐ๋ค. ๋ค๋ง ํ์กด ๋ชจ๋ธ๋ค์ ํ์ต ๋ฒ์๋ฅผ ๋ฒ์ด๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์์ ์์ธก๋ ฅ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๋จ์ด์ง๋ ์ทจ์ฝ์ฑ์ ๋๋ฌ๋๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋ณต์กํ ์ ๊ฒฝ๋ง ๋ด๋ถ์์ ์ ์ ์ ์กฐ์ ์๋ฆฌ๊ฐ ์๋ํ๋ ๊ธฐ์ ์ด ๋ถํฌ๋ช ํด ์ ๋ขฐ์ฑ ํ๋ณด ์ญ์ ๋ฏธ์งํ ์ํ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ด๋ฒ ๋ฆฌ๋ทฐ ๋ ผ๋ฌธ์ seq2func ๋ชจ๋ธ์ ์ฑ๋ฅ๊ณผ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ํต์ฌ ์์ธ์ผ๋ก ๋ชจ๋ธ ๊ตฌ์กฐ, ํ์ต ๋ฐ์ดํฐ, ์์ธก ํ์คํฌ, ๋ชจ๋ธ ํด์, ํ๊ฐ ์ ๋ต์ ์ง๋ชฉํ๋ค. ์ฐ์ ๋ชจ๋ธ ๊ตฌ์กฐ ์ธก๋ฉด์์ ํฉ์ฑ๊ณฑ ์ ๊ฒฝ๋ง(Convolutional Network, CNN)์ ์ผ๊ธฐ์์ด ๋ด ๊ตญ์์ ์ธ ์กฐ์ ํจํด(motif)์ ํ์ํ๋ ๋ฐ ๋ฅํ๋ค. ๋ฐ๋ฉด ํธ๋์คํฌ๋จธ(Transformer) ๊ณ์ด ๋ชจ๋ธ์ ์๊ฐ ์ฃผ์ ์ง์ค(Self-Attention) ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ ์ฉํด 100ํฌ๋ก๋ฒ ์ด์ค(kb) ์ด์์ ์๊ฑฐ๋ฆฌ ์ธํธ์-ํ๋ก๋ชจํฐ ์ํธ์์ฉ์ ์ฐ์ํ๊ฒ ํฌ์ฐฉํด ๋ธ๋ค. ์ต๊ทผ์๋ ๊ณ์ฐ ๋ณต์ก๋๋ฅผ ํฌ๊ฒ ์ค์ด๋ฉด์ ์ต๋ 1๋ฉ๊ฐ๋ฒ ์ด์ค(Mb)์ ๊ธด ์์ด์ ๋ค๋ฃจ๋ ์ํ ๊ณต๊ฐ ๋ชจ๋ธ(State Space Model, SSM) ๊ธฐ๋ฐ์ HyenaDNA ๋ฑ์ด ์๋ก์ด ๋์์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌ๋๋ ์ถ์ธ๋ค. ํ์ง๋ง ํ์ต ๋ฐ์ดํฐ์ ์์ธก ํ์คํฌ์ ํ๊ณ๋ ์ฌ์ ํ๋ค. ๋๋ค์ seq2func ๋ชจ๋ธ์ด ํ์ตํ๋ ์ํผ์ ์ ์ฒด(epigenome) ๋ฐ์ดํฐ๋ ํน์ ์ธํฌ์ฃผ๋ ์ผ์์ฒด์ ํธํฅ๋์ด ์์ด, ๋ชจ๋ธ์ด ์ค์ ์๋ฌผํ์ ๊ท์น์ด ์๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ํต๊ณ์ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ํ์ตํ๋ ์์ธ์ด ๋๋ค. ์ธํฌ ์ ํ๋ณ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ถ๋ณํ์ง ๋ชปํ๋ ๋๋(bulk) ๋ฐ์ดํฐ์ ํ๊ณ ์ญ์ ์ผ๋ฐํ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋จ์ด๋จ๋ฆฌ๋ ์์ธ์ด๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ AI์ ์์ธก ๊ทผ๊ฑฐ๋ฅผ ๊ฒ์ฆํ๋ ค๋ ํด์ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก ๋ ๋ค์ํ๋๊ณ ์๋ค. ์ ๋ ฅ ์์ด ์ค ์ค์ํ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ํตํฉ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ(Integrated Gradients)๋ ๊ฐ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ์ ๋ฐ๋ฒ(In Silico Mutagenesis, ISM)์ด ๋ํ์ ์๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋จ์ผ ์ผ๊ธฐ ๋ถ์์ ๋์ด ์กฐ์ ํจํด์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์์ ๊ฐ์ ์๋ฌผํ์ ๊ตฌ๋ฌธ์ ์ ๋ํํ๋ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ค์๋ ๋ถ์(Global Importance Analysis, GIA)์ ๋์ ์ ์ ์ํ๋ค. ๋๋ถ์ด ๋ชจ๋ธ ๊ฒ์ฆ ์ ํ์ตํ์ง ์์ ์ผ์์ฒด๋ ์๋ก์ด ์ธํฌ ์ํ๋ฅผ ํ์ฉํ๋ ์๊ฒฉํ ํ๊ฐ ์ ๋ต์ ์๋ฆฝํด์ผ ๋ชจ๋ธ์ ์ผ๋ฐํ๋ ฅ์ ์ ํํ ์ธก์ ํ ์ ์๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ๋ถ์์ ์ ์ ์ฒด AI ๋ถ์ผ๊ฐ ๋จ์ํ ๋งค๊ฐ๋ณ์ ํ์ฅ ๊ฒฝ์์์ ๋ฒ์ด๋, ์๋ฌผํ์ ์ธ๊ณผ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ ํด์์ฑ๊ณผ ๊ฒฌ๊ณ ์ฑ ์์ฃผ๋ก ์ฒด์ง์ ๊ฐ์ ํด์ผ ํจ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ํนํ ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฐ์ดํฐ์ ํน์ฑ์ด ์ผ๋ฐํ ์ฑ๋ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ค๊ฐ๋๋ก ๊ฒ์ฆํ ํ๋ ์์ํฌ๋ ํฅํ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ด ๋ ์ ๊ตํ ์ ๊ฒฝ๋ง์ ์ค๊ณํ๋ ๋ฐ ์ ์ฉํ ๋์นจ๋ฐ์ด ๋ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ค๋ง ๊ทน๋ณตํด์ผ ํ ์ค์ง์ ์ธ ๊ณผ์ ๋ ์กด์ฌํ๋ค. ํ์กดํ๋ ๋๋ถ๋ถ์ seq2func ๋ชจ๋ธ์ ํ์ต ๊ณผ์ ์์ ์ ์ฌ์ธ์(Transcription Factor, TF)์ ๋๋ ๋ณํ๋ ์ผ์์ง์ 3์ฐจ์ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ณํ ๊ฐ์ ๋์ ์ธ ์๋ฆฌ ํ์์ ์ถฉ๋ถํ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ผ๊ธฐ์์ด ์ ๋ณด์ ์ธํฌ์ ์ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ํตํฉํ์ฌ ์ ๋ ฅ๊ฐ์ผ๋ก ์ ๊ณตํ๋ ์ปจํ ์คํธ ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ๋์ ์ด ํ์์ ์ด๋ค. ์์ธ๋ฌ AI ๋ชจ๋ธ์ด ์ค์ ์๋ฌผํ์ ๊ท์น์ ํ์ตํ๋์ง ํ๊ฐํ๋ ํ์คํ ๋ฒค์น๋งํฌ ํ๋ซํผ์ด ์๋ฆฌ ์ก์์ผ๋ง ์ ๋ฐ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๋ถ์ผ์์ ์ค์ง์ ์ธ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๊ฑฐ๋ ์ ์๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ ์ํ ์ ์ ์ฒด AI ๊ฒ์ฆ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ์ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์ฐ์ ์ ์ฆ๊ฐ์ ์ธ ๋ณํ๋ฅผ ๊ฐ์ ธ์ฌ ์ ์๋ค. ๋ํ์ ์ธ ์๋๋ฆฌ์ค๋ ํฌ๊ท ์งํ์ ์ ๋ฐํ๋ ํ์ ๊ฐ์ธ์ ๋ฏธ์ง์ ๋น๋ถํธํ ์ ์ ๋ณ์ด(de novo non-coding variant)๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ๋ ์์ ์ด๋ค. AI๊ฐ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ ์ง์ ํด๋ฅผ ๋ผ์น๋ ๋ณ์์ฑ ๋ณ์ด๋ฅผ ๋์ ์ ํ๋๋ก ์์ธกํ๋ค๋ฉด, ์์์๊ฐ ์๋ง ๊ฐ์ ์ ์ ๋ณ์ด ์ค ์ค์ ์ง๋ณ ์์ธ์ ์์ฝ๊ฒ ์ถ๋ ค๋ด๋ ์ผ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ๋ํ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ์ ์น๋ฃ ์ ์ ์์ ํ์ฑ์ ์ต์ ํํ๋ ํฉ์ฑ ํ๋ก๋ชจํฐ(synthetic promoter) ์ค๊ณ์ ํจ์จ๋ ๊ทน๋ํ๋๋ค. ์ํ๋ ์ธํฌ ์ ํ์์๋ง ๊ฐํ๊ฒ ๋ฐํ๋๋๋ก ์์ด์ AI๋ก ๋์์ธํ ๋ค, GIA๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ์ค๊ณ์ ์์ ์ฑ์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ํ์ธํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ด๋ฌํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ๋๋ฌผ ์คํ ์ ์ ์ ํจ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ์ ๋ณํ๊ฒ ํด ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ธฐ๊ฐ๊ณผ ๋น์ฉ์ ์ค์ด๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณ๋๋ค.
PNAS๐ค AI ์์ฝ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ ๋ ธํ ๊ฐ์ํ์ ๋น๋ฐ, ์ ์ ์ฒด '๋ฌด์ง์๋'์ ๊ตญ๊ฐ๋ณ ์ํํ๊ฒฝ์ ์์๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ์์ฒด ์๊ณ๋ก ์ฝ๋ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ ์๊ฐ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ ์ธ๊ฐ๊ณผ ๋์ผํ ์ํ ๊ณต๊ฐ์ ๊ณต์ ํ๋ฉฐ ์ ์ฌํ ์คํธ๋ ์ค ์์ธ์ ๋ ธ์ถ๋๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์ธ๊ฐ์ ๋ ธํ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ถ์ ํ๊ณ ์ง๋ณ ๊ธฐ์ ์ ์ดํดํ๊ธฐ ์ํ ๋๋ฌผ ๋ชจ๋ธ๋ก ํ๊ฐ๋ฐ๋๋ค. ์ต๊ทผ ๋ถ์์๋ฌผํ ๋ถ์ผ์์๋ ํ์ด๋ ํด ๊ธฐ์ค์ ๋์ด ๋์ , ์ ์ ์ฒด ํํ ๋ณํ๋ก ์ธก์ ํ๋ ์๋ฌผํ์ ๋์ด์ ์ฃผ๋ชฉํ๊ณ ์๋ค. ํต์ฌ ์งํ๊ฐ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ ์กฐ์ ํ๋ DNA ๋ฉํธํ(DNA Methylation, DNAm)๋ค. ๋ ธํ ๊ณผ์ ์์ DNA ๋ฉํธํ ํจํด์ ํน์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ณํ๊ธฐ๋ ํ์ง๋ง, ๋์์ ๋ฌด์์ ๋ณ๋์ฑ์ด ์ปค์ง๋ 'ํ์ฑ์ ์ ํ์ ํ๋ฅ(Epigenetic Drift)'๋ ๊ฒช๋๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์ ์ ์ฒด ๋ฉํธํ ์ํ๊ฐ ๋ถ์์ ํด์ง๊ณ ๋ฌด์ง์ํด์ง๋ ํ์์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ์ํธ๋กํผ(Entropy)๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฅธ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ก ๊ตญ๊ฐ๋ ํ๊ฒฝ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ ๋ ธํ ์๋์ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ตฌ์ฒด์ ์ฐ๊ด์ฑ์ ๋ช ํํ ๊ท๋ช ๋์ง ์์ ์ํฉ์ด์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ํ๊ตญ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ ๊ฐ์ํ๋ ์๊ณ์ ์ ์ ์ฒด ๋ฌด์ง์๋ ๊ฒฝ์๊ตญ๋ฆฝ๋ํ๊ต ๋๋ฌผ์๋ช ์ตํฉํ๋ถ ๊น์ฌ๋ฏผ ๊ต์ ์ฐ๊ตฌํ๊ณผ ์์๊ณผ๋ํ ์ด์ฑ๋ฆผยท์ต์ฉํธ ๊ต์ ์ฐ๊ตฌํ์ ํยท๋ฏธ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ 824๋ง๋ฆฌ์ DNA ๋ฉํธํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋น๊ต ๋ถ์ํ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ด ๋ถ์ ๋๊ตฌ๋ก ์ฑํํ ๊ฒ์ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ ๋ง์ถคํ ์๋ฌผํ์ ๋์ด ์ธก์ ๋ชจ๋ธ์ธ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ์๊ณ๋ค. ์๋ฌผํ์ ๋์ด๋ ์ค์ ์ฐ๋ น๊ณผ ์๊ด๊ณ์ r=0.98์ด๋ผ๋ ๋์ ์ผ์น๋๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค. ๋์ผ ํ์ข ์ ๊ตญ๊ฐ๋ณ ๋ ธํ ์๋๋ฅผ ๋น๊ต ๋ถ์ํ์ ํฅ๋ฏธ๋ก์ด ๊ฒฉ์ฐจ๊ฐ ๋์ ๋๋ค. ๊ตญ๋ด ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ๋์ด ๊ฐ์๋(Epigenetic Age Acceleration, EAA)๋ ๋ฏธ๊ตญ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ๋ณด๋ค ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ์ํ๊ฒ ๋์ ์์น๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ํ๊ตญ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ๋ค์ด ์๋ฌผํ์ ์ผ๋ก ๋ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋์ด๊ฐ๊ณ ์์์ ์๋ฏธํ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋ฉํธํ ์ํธ๋กํผ ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ ์ ์ฒด ๋ฌด์ง์๋๋ฅผ ์ถ์ ํ๋ค. ์ ์ ์ฒด ์ ๋ฐ์ ๋ฌด์ง์๋๊ฐ ์ ์ง์ ์ผ๋ก ์์นํ๋ค๋ ๊ฒ์ด ์ฐ๊ตฌํ์ ์ค๋ช ์ด๋ค. ์ด๋ฌํ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ํ๋ฅ๋ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ ์ฒด๊ตฌ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅธ ๊ถค์ ์ ๊ทธ๋ฆฐ๋ค. ๋ชธ๋ฌด๊ฒ 10kg ๋ฏธ๋ง ์ํ๊ฒฌ, 10~25kg ์คํ๊ฒฌ, 25kg ์ด์ ๋ํ๊ฒฌ ๊ทธ๋ฃน ๋น๊ต ์, ์ฒด๊ตฌ๊ฐ ํด์๋ก ์ํธ๋กํผ ์ฆ๊ฐ ์๋๊ฐ ๊ฐํ๋๋ค. ์ด๋ ์งง์ ์๋ช ์ ์ง๋ ๋ํ๊ฒฌ ํน์ฑ์ด ์ ์ ์ฒด์ ๋น ๋ฅธ ๋ฌด์ง์ํ์ ์ง๊ฒฐ๋จ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์์ธ๋ฌ ์ฑ๋ณ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ ธํ ๊ถค์ ์ฐจ์ด๋ ํ์ธ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ๊ตญ๋ด ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ ํ๊ฒฝ์ด ๋ฐ์๋ 9๊ฐ์ ๋ ธํ ์ฐ๊ด DNA ๋ฉํธํ ๋ถ์๋ฅผ ์๋กญ๊ฒ ์ฐพ์๋์ผ๋ฉฐ, ์ด ๋ถ์๋ค์ด ํ๊ฒฝ ์์ธ์ ๋๋ณํ๋ ์งํ๊ฐ ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ํ๊ณ ์๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ํ๊ฒฝ์ ์์ธ์ด ์๊ธฐ๋ ์๋ฌผํ์ ๊ฐ์ธ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ ์ ์ ์ฒด ๋ ธํ๊ฐ ์ ์ฒ์ ์์ธ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ํ์ฒ์ ์ํํ๊ฒฝ์ ์ํด ํฌ๊ฒ ๋ณ๋๋ ์ ์์์ ์๋ฌผํ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ์ ์ฆํ๋ค. ํ๊ตญ๊ณผ ๋ฏธ๊ตญ์ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ ์์ก ํ๊ฒฝ์ ์ฃผ๊ฑฐ ํํ, ์ฐ์ฑ ์ฃผ๊ธฐ, ์ฌ๋ฃ ๋ฐฐํฉ ๋น์จ ๋ฑ ์ฌ๋ฌ ๋ฐฉ๋ฉด์์ ๋ค๋ฅธ ์์์ ๋ณด์ธ๋ค. ํนํ ์ํํธ ๋ฑ ์ค๋ด ์ํ ๋น์ค์ด ๋์ ํ๊ตญ์ ๊ฑฐ์ฃผ ํน์ฑ์ด ํ์ฑ์ ์ ์ฒด ๋ณํ์ ์ํฅ์ ์ฃผ์์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ํฌ๋ค. ํ๊ฒฝ ์คํธ๋ ์ค ์์ธ์ด DNA ๋ฉํธํ ํ์ง์ ํ์ ์ ๋จ๊ฒจ ๋ ธํ ์๋๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋ค๋ ํ๊ณ ๊ฐ์ค์ ์ง์งํ๋ ๊ฐ๋ ฅํ ์ฆ๊ฑฐ์ธ ์ ์ด๋ค. ๋๋ถ์ด ์ด๋ฒ์ ๋ฐ๊ตด๋ 9๊ฐ์ ๋ ธํ ์ฐ๊ด DNA ๋ฉํธํ ๋ถ์๋ ํ๊ฒฝ ์์ธ์ ์ํ ํ์ฑ์ ์ ์ฒด ๋ณํ์ ์ถ์ ํ๋ ๋๊ตฌ๋ก ๊ธฐ๋๋ฅผ ๋ชจ์๋ค. ํด๋น ๋ง์ปค๋ค์ ํ์ฉํด ํ๊ฒฝ ์คํธ๋ ์ค๊ฐ ์๋ฌผํ์ ๋์ด์ ๋ฏธ์น๋ ์ํด์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ ์ ์์ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ค๋ง ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ์๊ธ์ ๋ถ์์ด๋ผ๋ ํ๊ณ๊ฐ ์์ผ๋ฏ๋ก, ํฅํ ํน์ ํ๊ฒฝ ์์ธ์ ํต์ ํด ๋ ธํ ์๋ ๋ณํ๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ๋ ์ ํฅ์ ์ฝํธํธ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ค๋ฐ๋ผ์ผ ํ๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ฐ๋ ค๋๋ฌผ ์ฐ์ ๊ณผ ์์ ์์ํ๊ณ์ ์ง์ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ค์ง์ ๋๊ตฌ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ฐ์ฅ ๋ํ์ ์ธ ์ ์ฉ ์๋๋ฆฌ์ค๋ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ฉ '๋ง์ถคํ ๋ ธํ ์์ธก ํคํธ' ๊ฐ๋ฐ์ด๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ด ๋ฐ๊ตดํ 9๊ฐ์ ํ๊ตญ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ ํน์ด์ DNA ๋ฉํธํ ๋ถ์๋ฅผ ํ์ฉํ๋ฉด, ๊ฐ๋จํ ํ์ก์ด๋ ํ์ก ๊ฒ์ฌ๋ก ๊ฐ๋ณ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์ ์๋ฌผํ์ ๋ ธํ ์๋๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ธก์ ํ ์ ์๋ค. ์ด๋ ๋ ธํ ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅธ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ์๊ฒ ๋ง์ถคํ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ์ฒ๋ฐฉํ๊ฑฐ๋ ์ด๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ค๊ณํ๋ ๊ธฐ์คํ๋ก ํ์ฉ๋ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋์๊ฐ ์์ ์์ ์ํ์์ ํญ๋ ธํ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ํจ๋ฅ์ ๊ฐ๊ด์ ์ผ๋ก ์ ์ฆํ๋ ํ๊ฐ์งํ๋ก ์ฐ์ผ ์ ์๋ค. ํน์ ์ฝ๋ฌผ์ด๋ ์์ด ์๋ฒ์ด ์ค์ ๋ก ์๋ฌผํ์ ๋์ด ๊ฐ์๋๋ฅผ ๋ฆ์ท๋์ง ์ ์ ์ฒด ์์ค์์ ์ ๋์ ์ผ๋ก ์ฆ๋ช ํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋ฐ๋ ค๊ฒฌ ๋ ธํ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ ์ธ๊ฐ์ ํ๊ฒฝ ์์ธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์กฐ๊ธฐ ๋ ธํ ๋ฐ ๋ง์ฑ ์งํ ์๋ฐฉ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฐ๊ต ์ญํ ์ ํ ๊ฒ์ด๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๊ณจ๋ด๋ง ์ธํฌ 34์ข ์ ์ ์ ์ง๋ ์์ฑ, ํ๊ด ๋ดํผ์ธํฌ์ ๊ทผ๊ณจ๊ฒฉ๊ณ ์งํ ์ค๋ง๋ฆฌ ์ฐพ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ๊ณจ๊ฒฉ ์งํ ์ ๋ฐ ํ์ ์ ์ฐจ๋จํ๋ ๋จ๋จํ ์ฅ๋ฒฝ ๋ผ์ ์์ชฝ ํ๋ฉด์ด์ ๊ณจ์์ ๋ง๋ฟ์ ๊ณจ๋ด๋ง(endosteal) ๊ณต๊ฐ์ ๊ณจ ์ฌํ์ฑ(bone remodeling)์ด ๋์์์ด ์ผ์ด๋๋ ์ญ๋์ ์ธ ๊ณณ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ๊ณจ๋ค๊ณต์ฆ์ ๋น๋กฏํ ๊ทผ๊ณจ๊ฒฉ๊ณ ์งํ ์๋น์๊ฐ ์ด ์์ญ์ ์กฐ์ ์คํจ์์ ์์๋๋ค. ํ์ง๋ง ๋จ๋จํ ๋ผ ์กฐ์ง์ ํน์ฑ์ ๋จ์ผ ์ธํฌ๋ฅผ ์จ์ ํ ๋ถ๋ฆฌํด ๋ถ์ํ๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ ์ ํ๊ณ๊ฐ ์กด์ฌํ๋ค. ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ฃผ๋ก ์กฐ๊ณจ์ธํฌ(osteoblast)๋ ํ๊ณจ์ธํฌ(osteoclast)์ฒ๋ผ ์ ์๋ ค์ง ํต์ฌ ์ธํฌ๊ตฐ์๋ง ์ด์ ์ ๋ง์ถ๋ ๋ฐ ๊ทธ์ณค๋ค. ์ด ๋ฐฉ์์ผ๋ก๋ ๋ค์ํ ์ธํฌ๊ฐ ๋ณต์กํ๊ฒ ์ฝํ ๊ณจ๋ด๋ง ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ์ ์ฒด๋ฅผ ํตํฉ์ ์ผ๋ก ์กฐ๋งํ ์ ์๋ค. ๊ฒฐ๊ตญ ํน์ ์ง๋ณ ์ ๋ฐ ์ ์ ์๊ฐ ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ์ด๋ ์ธํฌ์์ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ์ผ์ผํค๋์ง ๊ท๋ช ํ๋ ์ผ์ ์ค๋ ๋์ ๋ก ๋จ์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ 34์ข ์ธํฌ ์ง๋๋ก ๋๋ฌ๋ ์ ์ ์ ์๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ ํธ์ฃผ ๊ฐ๋ฐ ์ํ์ฐ๊ตฌ์(Garvan Institute of Medical Research)์ ๋ผ์ด์ธ ์ฐจ์ด(Ryan C. Chai) ๋ฐ์ฌ์ ์กด ์ผํ(John P. Kemp) ๊ต์ ๋ฑ์ด ์ฐธ์ฌํ ๊ตญ์ ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ด ๋์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ณ ์ ๋ค์ค ์ค์ผ์ผ ๋ถ์ ๊ธฐ๋ฒ์ ๋์ํ๊ธฐ๋ก ๋ป์ ๋ชจ์๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์์ฅ์ ๊ณจ๋ด๋ง ๋ถ์์์ ๋จ์ผ์ธํฌ RNA ์ํ์ฑ(scRNA-seq)์ ์ํํ์ฌ ์ด 34์ข ์ ๊ณ ์ ํ ์ธํฌ ์ ํ์ ๊ตฌ๋ณํด๋๋ค. ๋ค์์ผ๋ก ๋ถ๋ฅ๋ ๋จ์ผ์ธํฌ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ธ๊ฐ์ ๊ณจ๋ฐ๋(eBMD) ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ด๋ถ์(GWAS) ์๋ฃ, ํฌ๊ท ๊ณจ๊ฒฉ ์งํ ์ ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ํตํฉ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ํ๋ ๊ณผ์ ์ ๊ฑฐ์น๋ค. ์ต์ข ์์ฑ๋ ์ธํฌ ์ง๋๋ ์ค์ ์ฑ์ธ ์ธ๊ฐ์ ๋ผ ์กฐ์ง ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ณผ ๋น๊ตํด ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆ์ ๋ง์ณค๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ 1,000์ข ์ด์์ ์ ์ ์ ๋ณํ ์์ฅ ๋ชจ๋ธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋์กฐํ๋ฉฐ ์ ์ ์์ ์ค์ง์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ต์ข ํ์ธํ๋ ์ ์ฐจ๋ฅผ ๋ํ๋ค. ๋ผ ๊ฑด๊ฐ์ ์๋ก์ด ์ฃผ์ธ๊ณต, ํ๊ด ์ฐ๊ด ์ธํฌ ์ด๋ฒ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์์ ๊ฐ์ฅ ๋๊ธธ์ ๋๋ ๋๋ชฉ์ ๋ผ ๊ฑด๊ฐ์ ์ข์ฐํ๋ ์๋ก์ด ์ธํฌ๊ตฐ์ผ๋ก ํ๊ด ์ฐ๊ด ์ธํฌ๊ฐ ์ง๋ชฉ๋ ์ ์ด๋ค. ์ ํต์ ์ผ๋ก ๋ผ ์ฐ๊ตฌ๋ ์กฐ๊ณจ์ธํฌ์ ํ๊ณจ์ธํฌ ๋ฑ์ ์ง์ค๋์ผ๋, ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ๊ด ๋ดํผ์ธํฌ(endothelial cell)์ ํ๊ด ํํ๊ทผ์ธํฌ๊ฐ ๋ผ์ ๋ณต๊ตฌ ๋ฐ ์ ์ง์ ๋ฐ์ ํ๊ฒ ๊ด์ฌํ๋ค๋ ์ฌ์ค์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ํนํ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ํฌ๊ท ์ ์ ์ฑ ๊ณจ๋ค๊ณต์ฆ์ ์์ธ ์ ์ ์์ธ ํ๋ผ์คํด-3(PLS3)์ ์๋ก์ด ์ญํ ์ ๋ฐํ๋๋ค. ์์ฅ์ ์ ๋ธ๋ผํผ์ ๋ชจ๋ธ์์ PLS3 ์ ์ ์์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ฐจ๋จํ์ ๋ผ ๋ด๋ถ ํ๊ด์ด ๋์ ๋๊ฒ ์์์ง๊ณ ํ๊ด ํ์ฑ์ด ์ต์ ๋๋ ํ์์ด ๊ด์ฐฐ๋๋ค. ์ด๋ ํ๊ด ๊ฒฐํจ์ด ๋ผ ๊ฑด๊ฐ ์ ํ์ ์ฃผ์ํ ์ ํ ์์ธ์ผ ์ ์์์ ์ ์ฆํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ผ๋ ํ๊ณ์ ํ๊ฐ๊ฐ ์ด์ด์ก๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ๊ทผ๊ณจ๊ฒฉ๊ณ ์งํ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ์ ๊ตํ ์ง๋ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ทผ๊ณจ๊ฒฉ๊ณ ์งํ์ ์น๋ฃ ํ์ ์ ๋ฐ๊ตดํ๊ณ ์ฐ์ ์์๋ฅผ ์ ํ๋ ๋ฐ ์ ๋ฐํ ๋์นจ๋ฐ ์ญํ ์ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ๊ธฐ์กด์๋ ์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ์ง๋ณ์ ์ฐ๊ด์ฑ์ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ํ์ธํ๋๋ผ๋ ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ์ด๋ ์ธํฌ๋ฅผ ๊ณต๋ตํด์ผ ํ๋์ง ๊ท๋ช ํ๊ธฐ๊ฐ ๋ํดํ๋ ๊ฒ์ด ์ฌ์ค์ด๋ค. ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ด๋ฌํ ๋์ ๋ฅผ ํด์ํ๋ ๋ช ํํ ํด๋ต์ ์ ์ํ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ ์ธ๊ณ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ด ์ด ๋ฐฉ๋ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์กฐํํ๊ณ ๊ฒ์ํ ์ ์๋๋ก ์น ํ๋ซํผ(www.musculoskeletal-genomics.org)์ ๊ฐ์คํด ๊ฐ๋ฐฉํ๋ค. ๋ค๋ง ์์ฅ ๋ชจ๋ธ ์ค์ฌ์ ๊ธฐ๋ฅ ๊ฒ์ฆ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ธ์ฒด ์๋ฆฌ์ ๊ทธ๋๋ก ํฌ์ํ๊ธฐ์๋ ๋ค์ ํ๊ณ๊ฐ ๋ฐ๋ฅธ๋ค๋ ์ง์ ๋ ์กด์ฌํ๋ค. ์ธ๊ฐ๊ณผ ๋๋ฌผ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ ์ ์๋๋ก ๋ค๊ธฐ๊ด ์์ ๋ฐ์ดํฐ์์ ์ฐ๊ณ ๋ฐ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ธ์ฒด ์ ๋ ์ธํฌ ์คํ์ด ๋ค๋ฐ๋ผ์ผ ํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๊ณจ๋ด๋ง ์ ์ ์ ์ง๋๋ ๊ณจ๋ค๊ณต์ฆ ์ ์ฝ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ๋ฐ๊ตด ์๋๋ฅผ ๋ํญ ๋์ด์ฌ๋ฆด ์ ์ฉํ ์์์ด๋ค. ์ ์ฝ์ ๊ณ๋ ์ ์ฝ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๊ฐ๋ฐ ์ ๊ณจ๋ด๋ง ์ธํฌ ์ง๋๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ํ์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด ํ๊ด ๋ดํผ์ธํฌ๋ ์กฐ๊ณจ์ธํฌ์์๋ง ํน์ด์ ์ผ๋ก ์์ฉํ๋๋ก ์ค๊ณํจ์ผ๋ก์จ ์ฝ๋ฌผ ๋ถ์์ฉ์ ์ฌ์ ์ ๋ฐฉ์งํ๋ ์ ๋ต์ ์ทจํ๊ฒ ๋๋ค. ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ์ฌ๋ก๋ก๋ PLS3 ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ก ๋ฐ์ํ๋ ์์ ๊ณจ๋ค๊ณต์ฆ ํ์๋ฅผ ์ํ ๋ง์ถคํ ์ ์ ์ ์น๋ฃ ์ค๊ณ๋ฅผ ๊ผฝ์ ์ ์๋ค. ์ด ํ์๋ค์ ๋ผ ๋ด๋ถ ํ๊ด ์ฌ์์ ์ ๋ํ๋ ํน์ ๋ดํผ์ธํฌ ์์ฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ ์ผ๋ก ์ผ์ ๋ผ ํ์ฑ์ ์ด์งํ๋ ์ฝ๋ฌผ ์คํฌ๋ฆฌ๋์ด ํ์ธต ์ ๊ตํด์ง ์ ๋ง์ด๋ค. ์์ธ๋ฌ ๊ณจ๋ฐ๋ ๊ด๋ จ ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ๊ฐ์ธ๋ณ ๋ผ ์์ค ์ํ๋๋ฅผ ์ฌ์ ์ ์์ธกํ๋ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์๋น์ค ์ฌ์ ๋ ํ์ธต ๋ค๋ณํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ด์ฐฐ๋๋ค.
Molecular biology reports๐ค AI ์์ฝํฌ๋ฆฌ์คํผ์ ํฉ์ฑ์๋ฌผํ ์ ์ ์ธํฌ์ธ ์ํฌ์ฒด ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๊ฐ๋ฅํ ์ฝ๋ฌผ ์ ๋ฌ์ฒด๋ก ํ๋ฐ๊ฟ
๋ฐฐ๊ฒฝ ์์ฒด ๋ถ์๋ฅผ ์น๋ฃ ๋ชฉ์ ์ธํฌ๋ก ์์ ํ๊ฒ ์ ๋ฌํ๋ ์ฝ๋ฌผ ์์ก์ฒด ๊ฐ๋ฐ์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ ๋ถ์ผ์ ํด๋ฌต์ ๊ณผ์ ๋ค. ๊ทธ๋์ ํ๊ณ์ ์ฐ์ ๊ณ์์ ๋๋ฆฌ ์ฐ์ด๋ ์๋ฐ๋ ธ์ฐ๊ด๋ฐ์ด๋ฌ์ค(Adeno-Associated Virus, AAV)๋ ์ง์ง๋๋ ธ์ ์(Lipid Nanoparticles, LNPs)๋ ์ฒด๋ด ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ฐํ๊ฑฐ๋ ํน์ ์กฐ์ง์๋ง ๊ตญ์์ ์ผ๋ก ์ ๋ฌํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค๋ ํ๊ณ๋ฅผ ๋๋ฌ๋๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์ธํฌ๊ฐ ์์ฐ์ ์ผ๋ก ๋ถ๋นํ๋ฉฐ ์ธํฌ ๊ฐ ํต์ฐ, ๋จ๋ฐฑ์ง, ์ง์ง์ ์์ ํ๊ฒ ์์กํ๋ ์ฃผ๋จธ๋์ธ ์ธํฌ์ธ ์ํฌ์ฒด(Extracellular Vesicles, EVs)๊ฐ ์๋ก์ด ๋์์ผ๋ก ๋ถ๊ฐ๋๋ ์ค์ด๋ค. EVs๋ ์ธ์ฒด ๋ด ์์ฒ ๋ฌผ์ง์ด์ด์ ๋ฉด์ญ ๋ถ์์ฉ์ด ์ ๊ณ ์์ฒด ๋ง์ ํฌ๊ณผํด ํ์ ์ธํฌ์ ์ง์ ํ๋ฌผ์ ๋ณด๋ผ ์ ์๋ ๊ฐ์ ์ ์ง๋๋ค. ํ์ง๋ง ์ฒ์ฐ ์ํ์ ์ํฌ์ฒด๋ ์ฝ๋ฌผ ์ ์ฌ ํจ์จ์ด ๊ทนํ ๋ฎ์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ํ๋ ํ์ ์ธํฌ์๋ง ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋๋ฌํ๋๋ก ์ ๋ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค๋ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋จ์ ์ ๊ทน๋ณตํ๊ณ ๊ณ ํจ์จ ์ฝ๋ฌผ ์ ๋ฌ ์์คํ ์ผ๋ก ํ๋ฐ๊ฟํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ํฌ์ฒด์ ๋ถ์ ๊ตฌ์ฑ์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ์ค๊ณํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ณด์์ด ์๊ธํ ์ํฉ์ด๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ต๊ทผ ์ธํฌ์ธ ์ํฌ์ฒด์ ์์ฑ(Vesicle Biogenesis)๊ณผ ํ๋ฌผ ๋ถ๋ฅ(Cargo Sorting), ์ธํฌ ๋ถ๋น(Secretion) ๋ฐ ์ธํฌ ๋ด ์ญ์ทจ(Uptake)๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋ ๋ณต์กํ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ์ด ์ ์ฐจ ๋ฒ ์ผ์ ๋ฒ๊ธฐ ์์ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํฌ๋ฆฌ์คํผ ์ ์ ์ ๊ฐ์(CRISPR-Cas9) ๊ธฐ์ ๊ณผ ํฉ์ฑ์๋ฌผํ(Synthetic Biology) ๋๊ตฌ๋ฅผ ๊ฒฐํฉํด EVs์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ฑ์ง๊ณผ ๋ด๋ถ ์ฑ๋ถ์ ์ธ์์ ์ผ๋ก ์กฐ์ ํ๋ ค๋ ์๋๊ฐ ์ฑ๊ณต์ ๊ฑฐ๋๋ ์ถ์ธ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ถ์ ๋ ๋ถ์ ์๋ฌผํ์ ๋ฐ๊ฒฌ๋ค์ ๊ฒฐํฉํด EVs๋ฅผ ์ธ์์ ์ผ๋ก ์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ์ ์ ์ ์ ๋ฌ ํ๋ซํผ์ผ๋ก ์ฌ์ค๊ณํ๋ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์์ง๋์ด๋ง ์ ๋ต์ ์กฐ๋งํด ๊ด์ฌ์ ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ํฉ์ฑ์๋ฌผํ์ ์ ์ ์ ํ๋ก๋ฅผ ์ธํฌ ๋ด์ ๊ตฌ์ถํจ์ผ๋ก์จ, ์น๋ฃ์ฉ RNA๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด EVs์ ๋ง ๊ตฌ์ฑ ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ํธ์์ฉํ๋๋ก ์ค๊ณํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ ์ ์ ์กฐ์ ๊ธฐ๋ฒ์ ํ๋ฌผ์ ์ ์ฌ ํจ์จ์ ์ข ์ ๋ณด๋ค ๋ํญ ํฅ์ํ๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐํํ๋ค. ๋ํ, EVs ํ๋ฉด์ ํน์ ํ์ ์ธํฌ๋ง์๋ง ๋ฌ๋ผ๋ถ๋ ํ์ ์งํฅ์ฑ ๋ฆฌ๊ฐ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ฐํ์ํด์ผ๋ก์จ ์ฝ๋ฌผ ์ ๋ฌ์ ์ ํ์ฑ์ ๋์ด๋ ๊ธฐ์ ๋ ํจ๊ป ํ๋ณด๋ ์ํ๋ค. ๋ํ, EVs ๋ด๋ถ์ ์ ๋์ ์ธ ์์ง์(Dynamics)์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์ถ์ ํ๊ณ ์ ํ๊ด ๋ฐ ๋ฐ๊ด ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฆฌํฌํฐ๋ฅผ ์ตํฉํ ๋ถ์์ฉ ์ ์ ์ ๋๊ตฌ๋ค๋ ๋๊ฑฐ ์๊ฐ๋๋ค. ์ด ๋๊ตฌ๋ค์ EVs๊ฐ ์ฒด๋ด์์ ์ด๋ป๊ฒ ์ธํฌ ๊ฐ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋๋๋๋์ง ๋ชจ๋ํฐ๋งํ๋ ๋ฐ ์ค์ถ์ ์ธ ๊ธฐ์ฌ๋ฅผ ํ๋ค. ์์ธ๋ฌ CRISPR-Cas9 ์ ์ ์ ๊ต์ ์์คํ ์ EVs์ ์์ ํ๊ฒ ํจํค์งํ์ฌ ํ์ ์ ์ ์๋ฅผ ์ ๋ณ ๊ต์ ํ ์ ์๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ๊น์ง ํ์ธํด ์๋ก์ด ์ ๋ฐ ์ ์ ์ฒด ์น๋ฃ๋ฒ์ ๊ธฐํ์ ๋ค์ก๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ซํผ์ ๊ทธ๋์ ์ฝ๋ฌผ ์ ๋ฌ์ด ๊ทน๋๋ก ์ด๋ ค์ ๋ ๋ํ๊ด์ฅ๋ฒฝ(Blood-Brain Barrier, BBB) ๋ฑ ์์ฒด ๋ด ์ฌ๋ถ ์กฐ์ง์ผ๋ก์ ์น๋ฃ ๋ฌผ์ง ์์ก์ ์คํํ ์ฐจ์ธ๋ ์ด์ ๋ก ๊ผฝํ๋ค. ํนํ ์ธ๊ณต ํฉ์ฑ๋ฌผ์ด ์๋ ์ค์ ์ธํฌ๋ง ์ ๋ ์ํฌ์ฒด๋ฅผ ํ์ฉํ๋ฏ๋ก ์ด๋ฌผ์ง์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฒ์ฑ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ต์ํํ ์ ์๋ ์์ ์ฅ์น๋ก ์์ฉํ ์ ๋ง์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ฉํ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ๊ธฐ ์ ์ ๋์ด์ผ ํ ๊ธฐ์ ์ ๋์ ๋ค๋ ์ฐ์ ํด ์๋ค. ๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ฑธ๋ฆผ๋์ ์ธํฌ๋ง์์ ๋จ์ด์ ธ ๋์ค๋ EVs ํน์ ์ ์ด์ง์ฑ(Heterogeneity)์ด๋ค. ๋ถ๋น๋๋ ์ํฌ์ฒด๋ค์ ํฌ๊ธฐ์ ๋ด๋ถ ํ๋ฌผ ์ ์ฌ ๋๋๊ฐ ์ผ์ ํ์ง ์์ ์์ฝํ์ผ๋ก์ ๊ฐ์ฅ ๊ธฐ๋ณธ ์๊ฑด์ธ ํ์ง ์ผ๊ด์ฑ์ ๋ด๋ณดํ๊ธฐ๊ฐ ์ฝ์ง ์๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ ๊ณ ์๋๋ก EVs๋ฅผ ๋๋ ์์ฐ(Large-scale Production)ํ๊ณ ์ฐ์ ์์ฝํ ์ ์กฐ ๋ฐ ํ์ง๊ด๋ฆฌ ๊ธฐ์ค(Good Manufacturing Practice, GMP)์ ํ๋ฆฝํ๋ ๊ธฐ์ ์ญ์ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ ๋จธ๋ฌผ๋ฌ ์์ด, ํ๊ณ์ ๋ฐ์ด์ค ์ ๊ณ๊ฐ ์ง์ํด์ ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํด์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
๐ก ์ด ์์ง๋์ด๋ง ๊ธฐ์ ์ ๊ธฐ์กด ํญ์ ์น๋ฃ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ๊ทน๋ณตํ๋ ์น๋ฃ ์๋๋ฆฌ์ค์์ ๊ฐ์น๋ฅผ ์ ์ฆํ ์ ๋ง์ด๋ค. ์์ปจ๋ ๋์น์ฑ ๋์ข ์ ํ์ ์น๋ฃ ์, ๊ธฐ์กด ํํํญ์์ ๋ ๋๋ฅผ ๋ณดํธํ๋ ํ์ก ์ฐจ๋จ๋ฒฝ์ธ BBB์ ๊ฐ๋ก๋งํ ๋ณ๋ณ ๋ถ์๊น์ง ๋๋ฌํ๋ ์์ด ์ง๊ทนํ ์ ํ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด ํ์ ์ธํฌ์์ ์ ๋ํ EVs ํ๋ฉด์ ๋์ข ์ ์ธํฌ๋ง์ ํน์ด์ ์ผ๋ก ๊ฒจ๋ฅํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ถ์ฐฉํ๊ณ , ๋ด๋ถ์๋ CRISPR-Cas9์ด๋ ๊ฐ์ญ RNA(small interfering RNA, siRNA)๋ฅผ ๋ด์ ์ ๋งฅ ํฌ์ฌํ๋ ๋ฐฉ์์ ์ทจํ๋ฉด ์น๋ฃ ์ฑ์ ์ด ์์ ํ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ์ฒด๋ด ๋ฉด์ญ๊ณ์ ๋ฐฉํด๋ฅผ ํผํ EVs๋ BBB๋ฅผ ์์ ํ๊ฒ ํต๊ณผํด ์ข ์ ์ธํฌ ๋ด๋ก ์นจํฌํ ๋ค ์ ์ ์ ๊ต์ ๋ฌผ์ง์ ๋ฐฉ์ถํ๋ค. ์ ์ ๋์ธํฌ์๋ ํด๋ฅผ ๋ผ์น์ง ์์ผ๋ฉด์ ์์ธํฌ์ ํน์ ์ ์ ์๋ง ์ ๊ฒฉํ๋ ํ์ ์น๋ฃ๋ฒ์ด ์์ ํ์ฅ์ ์์ฐฉํ ๋ ๋ ๋จธ์ง์์๋ค. ๋๋ถ์ด ์ ์ ์ฑ ๊ฐ ์งํ์ด๋ ๊ทผ์ก ์์ถ์ฆ์ฒ๋ผ ํ์ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ ๋๋ ทํ ํฌ๊ท ์งํ์์๋ ์ฒด๋ด ๋ถ์์ฉ์ด ๊ฑฐ์ ์๋ ๋ฌด๋ ์ฑ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ๋ฌ ํ๋ซํผ์ผ๋ก์จ ์์ฉํ ์๋๋ฅผ ๋ํญ ์๋น๊ธธ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
Journal of applied genetics๐ค AI ์์ฝ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ญ๋ฐฑ์ ํ์ผ๋ก ์ค๊ณํ mRNA ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ด ์์ค๋ ๋์ฅ๊ท ๋ ์๋ฅผ ๋ง๋๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ๋์ฅ๊ท (Escherichia coli)์ ๋๋ค์๊ฐ ์ฅ๋ด์ ๋ฌดํดํ๋, ์ผ๋ถ ๋ณ์ข ์ ์น๋ช ์ ๋ ์๋ก ์ฌ๊ฐํ ์์ค๋ ์ ์ผ์ผํจ๋ค. ์๊ฐ ๋ ์ ์์ฑ ๋์ฅ๊ท (Shiga toxin-producing E. coli, STEC)์ ์ถํ์ฑ ๋์ฅ์ผ๊ณผ ์ฉํ์ฑ ์๋ ์ฆํ๊ตฐ(Hemolytic Uremic Syndrome, HUS)์ ์์ธ์ฒด๋ค. ์ต๊ทผ ๋ค์ ๋ด์ฑ๊ณผ ์ด๊ฐ๋ ์ฑ์ ์ง๋ ๋ณ์ด ๊ท ์ฃผ ๊ธ์ฆ์ผ๋ก ๋ณด๊ฑด ์๋ณด์ ๋น์์ด ๊ฑธ๋ ธ๋ค. ๋์ฅ๊ท ์ ์ ์ ์ ๊ตํ์ด ํ๋ฐํด ๊ธฐ์กด ํญ์์ ์น๋ฃ๋ง์ผ๋ก๋ ํ๊ณ๊ฐ ๋๋ ทํ๋ฉฐ, ํญ์์ ํฌ์ฌ๊ฐ ๋ ์ ๋ฐฉ์ถ์ ์ด์งํด ์ฆ์์ ์ ํ์ํฌ ์ํ๋ ์กด์ฌํ๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ผ์ ์๋ฐฉํ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ์ด ์๊ธํ๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์์ ๋ณ์์ฒด ๋ฐฐ์๊ณผ ์ฝ๋ ํ์ ๋ง๋ํ ์๊ฐ๊ณผ ๋น์ฉ์ด ์๋ชจ๋์ผ๋, ์ปดํจํฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ํ์ฉํ ์ญ๋ฐฑ์ ํ(reverse vaccinology)์ด ๋์์ผ๋ก ๋ถ๊ฐ๋๋ค. ์ด ๊ธฐ์ ์ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ธฐ๋ฐํด ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ํ ์ต์ ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์กฐ๊ฐ์ ์ค๊ณํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ปดํจํฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ํ์ฉํด STEC์ ํต์ฌ ์ธ์์ธ ์๊ฐ ๋ ์ 1ํ(Shiga toxin 1, Stx1)์ ํ์ ํ๋ ๋ค์ค ์ํผํ ํ(multiepitope) mRNA ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ์ค๊ณํ๋ค. ๋ฉด์ญ์์ฑ ์์ธก ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฒฐํฉํด ๋ฉด์ญ ์ธํฌ๋ฅผ ์๊ทนํ ๋ถ์๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ฐพ์๋ด๋ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ๋ ์ฒด๋ด ๋ฉด์ญ ์ธํฌ๋ฅผ ๋์์ ํ์ฑํํ๋ ๋ฐ ์ด์ ์ ๋ง์ถ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ธํฌ๋ ์ฑ T๋ฆผํ๊ตฌ(Cytotoxic T-Lymphocyte, CTL) ์ํผํ ํ 2๊ฐ, ํฌํผ T๋ฆผํ๊ตฌ(Helper T-Lymphocyte, HTL) ์ํผํ ํ 3๊ฐ, ์ ํ B๋ฆผํ๊ตฌ(Linear B-Lymphocyte, LBL) ์ํผํ ํ 2๊ฐ๋ฅผ ์ ๋ณํ๋ค. ์๋ ๋ฅด๊ธฐ ์ ๋ฐ ๊ฐ๋ฅ์ฑ๊ณผ ๋ ์ฑ์ ๋ฐฐ์ ํ๊ณ ํญ์์ฑ๋ง์ ๊ทน๋ํํ๋ ์๊ฒฉํ ํํฐ๋ง ๊ธฐ์ค์ด ์ ์ฉ๋๋ค. ์ ํ๋ ์ํผํ ํ๋ค์ EAAK, AAY, GPGPG, KK ๋ง์ปค๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋๋ค. ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ฆํญํ๋ ๋ณด์กฐ์ PefE ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ตํฉํด ์ด 184๊ฐ์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์๊ธฐ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ๋ค์ค ์ํผํ ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ต์ข ๊ตฌ์ถํ๋ค. ์์ธก๋ ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ๋ถ์๋์ 19969.45Da(๋ฌํค)์ด๋ฉฐ ํญ์์ฑ ๋ถ์ ๋๊ตฌ VaxiJen v.2.0์์ 0.9278์ด๋ผ๋ ๋์ ์์น๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค. ๋ฑ์ ์ ์ 10.31๋ก ์ผ๊ธฐ์ฑ ํ๊ฒฝ์์ ์์ ์ฑ์ ์ง๋๋ค. 3์ฐจ์ ๊ตฌ์กฐ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ ์ํ ํฌ๋ฆญ์ค ํจ๋์ 21.74%๋ก ํ์ธ๋๋ค. ์ธ๊ฐ ํจ ์ ์ฌ ์์ฉ์ฒด 2(Toll-like receptor 2, TLR2) ๋ฐ ํจ ์ ์ฌ ์์ฉ์ฒด 4(TLR4)์์ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ ์ธก์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ๊ฐ -1096.2 kcal/mol๊ณผ -1110.5 kcal/mol์ ๊ฐ์ค ์๋์ง ์ ์๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์ด๋ ๋ค์์ ์์ ๊ฒฐํฉ๊ณผ ์ผ๊ต(salt-bridge) ๋คํธ์ํฌ๊ฐ ์์ฉ์ฒด์ ๊ฐํ๊ฒ ์ํธ์์ฉํจ์ ๋ปํ๋ค. ๋ฉด์ญ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐฑ์ ํฌ์ฌ ํ B์ธํฌ์ ๊ฐ๋ ฅํ ํด๋ก ์ฆ์๊ณผ T์ธํฌ ํ์ฑํ, ์ฌ์ดํ ์นด์ธ(IFN-ฮณ, IL-10)์ ๋ถ๋น ์ด์ง์ด ๊ด์ฐฐ๋๋ค. ๋ฒ์ญ ํจ์จ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์ฝ๋ ์ต์ ํ ์ง์(Codon Adaptation Index, CAI)๋ 0.87 ์์ค์ด๋ค. mRNA ์ด์ฐจ ๊ตฌ์กฐ์ ์ต์ ์์ ์๋์ง(Minimum Free Energy, MFE)๋ -204.10 kcal/mol๋ก ๊ณ์ฐ๋ผ ์ธํฌ ๋ด์์ ์์ ์ ์ธ ํฉ์ฑ์ ์ง์ํ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์คํ์ค์์ ๊ท ์ฃผ๋ฅผ ์ง์ ๋ฐฐ์ํ์ง ์๊ณ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๋ง์ผ๋ก ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ๋์ถํ ์ ์์์ ์ ์ฆํ๋ค. ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ธฐ๋ฐ ์ค๊ณ๋ ํฌ๋ฐ๋ฏน ์ํฉ์ด๋ ๋ณ์ด ๊ท ์ฃผ ์ถํ ์ ์ ์ํ๊ฒ ๋์์ฑ ์ ๋ง๋ จํ ๊ธฐ๋ฐ์ด ๋๋ค. ๋์ฅ๊ท ์ธ์๋ ๋ค์ํ ๋ค์ ๋ด์ฑ ์ธ๊ท ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ์ ๋ฒ์ฉ์ ์ผ๋ก ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ปดํจํฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ๊ธฐ๋ฐํ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ด๋ผ๋ ํ๊ณ๋ฅผ ์ง๋๋ค. ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์์ ์์น์ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ์ค์ ์์ฒด ๋ด ํ๊ฒฝ์์ ๋์ผํ๊ฒ ๊ตฌํ๋ ์ง๋ ๋ถํ์คํ๋ค. mRNA ๋ฐฑ์ ํน์ฑ์ ์ง์ง๋๋ ธ์ ์(Lipid Nanoparticle, LNP) ์ ํํ ๊ณผ์ ์์ ์์ ์ฑ์ด ๋ณํ๊ฑฐ๋, ์์์น ๋ชปํ ๋ฉด์ญ ๊ณผ๋ฏผ ๋ฐ์์ ์ ๋ฐํ ์ํ๋ ์์กดํ๋ค. ์์ฉํ๋ฅผ ์ํด์๋ ์ํ๊ด ๋ด(in vitro) ๋ฐํ ์ํ๊ณผ ์คํ๋๋ฌผ ๋์ ์์ฒด ๋ด(in vivo) ํจ๋ฅ ๊ฒ์ฆ ๋ฐ ๋ ์ฑ ํ๊ฐ๊ฐ ํ์์ ์ด๋ค. ํ์ ์ฐ๊ตฌ๋ก ์ค์ ๋ฐฉ์ด์จ์ด ์ ์ฆ๋์ด์ผ ์์ ์ง์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ํญ์์ ์ ํญ์ฑ ์์ค๋ ๋์ฅ๊ท ๊ฐ์ผ์ฆ์ ์น๋ฃ ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ฐ๊ฟ ๊ตฌ์ฒด์ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ์ง๋จ ๊ธ์์๋ ์ถ์ฐ ๋๊ฐ์์ ์ด๊ฐ๋ ์ฑ ๋์ฅ๊ท ๊ฐ์ผ์ด ๋ฐ์ํ์ ๋, ๊ฐ์ผ ํ์์๊ฒ ๋จ์ ์ฆ์ ์ํ๋ ๋ ์ ๋ฐฉ์ถ ์ํ์ด ์๋ ํญ์์ ์ฒ๋ฐฉ ๋์ ์ด ๋ฐฑ์ ์ผ๋ก ๋ฉด์ญ๋ ฅ์ ์ ์ ํ๋ณดํด ์ค์ฆ HUS๋ก์ ์งํ์ ์ฐจ๋จํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์ ์ฉํ๋ค. ์ฐ์ ์ ์ผ๋ก๋ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ค๊ณ๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ์ค์ ๋ฐฑ์ ํฉ์ฑ ๋ฐ ๋๋ฌผ ๊ฒ์ฆ์ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ๊ฐ๋ฐ ๊ธฐ๊ฐ์ ๊ธฐ์กด ์๋ ์์ ์๊ฐ์๋ก ๋ํญ ๋จ์ถํ๊ฒ ๋๋ค. ๋ค์ค ์ํผํ ํ ์ค๊ณ๋ ๋ฐฑ์ ์์ฐ ๊ณต์ ์ ๋จ์ํํด ์ ์ ํจ์จ์ ๋์ด๊ณ ์ ์กฐ ๋จ๊ฐ๋ฅผ ๋ฎ์ถ๋ ๋ฐ ํฌ๊ฒ ๊ธฐ์ฌํ ์ ๋ง์ด๋ค. ์ด๋ ๋ณด๊ฑด ์๋ฃ ์ธํ๋ผ๊ฐ ์ทจ์ฝํ ๊ฐ๋ฐ๋์๊ตญ์ ์์ค๋ ์๋ฐฉ ์ฌ์ ์ ์ ์ฉํ ๋ณด๊ฑด ์๋ฃจ์ ์ผ๋ก ์๋ฆฌ ์ก๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์ด๊ธฐ ์ข ์์์ ์ ์ด๊น์งโฆ7๋ง ๋ช ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ผ๋ก ์ ์งํ ์ ๋ฐํ๋ '๋์ฐ๋ณ์ด ์กฐํฉ' ๊ท๋ช
๋ฐฐ๊ฒฝ ์์ ์งํ์ ์ญ๋์ฑ๊ณผ co-mutation ๋ถ์์ ๋์ ์์ ๋จ์ผ ์ ์ ์ ๊ฒฐํจ ํ๋๋ง์ผ๋ก ๋ฐ์ํ์ง ์์ผ๋ฉฐ, ์ฌ๋ฌ ์ ์ ์๊ฐ ๋ณตํฉ์ ์ผ๋ก ๊ด์ฌํ๋ ๋ณต์กํ ์ง๋ณ์ด๋ค. ํ์ ์ฒด๋ด์์ ๋ค์ํ ๋์ฐ๋ณ์ด๊ฐ ์๋ก ์ํฅ์ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ์ผ๋ฉฐ ์ธํฌ๋ฅผ ์ ์ฑ ์ข ์์ผ๋ก ์งํ์ํค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ด์ ํ๊ณ๋ ๋ ๊ฐ ์ด์์ ๋์ฐ๋ณ์ด๊ฐ ๋์์ ๋ํ๋๋ ๊ณต๋ ๋์ฐ๋ณ์ด(co-mutation)์ ํน์ ๋ณ์ด๊ฐ ์กด์ฌํ ๋ ๋ค๋ฅธ ๋ณ์ด๊ฐ ๋ฐฐ์ ๋๋ ์ํธ ๋ฐฐํ์ฑ(mutual exclusivity) ๋ถ์์ ์ง์คํด ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ํธ์์ฉ์ด์ผ๋ง๋ก ์์ธํฌ๊ฐ ์์กด๋ ฅ์ ์ป๊ณ ์น๋ฃ์ ์ ํญ์ฑ์ ํ๋ํ๋ ๋ถ์์ ๊ธฐ์ ์ ์ด์ ๋ค. ๊ธฐ์กด ํต๊ณ์ ๋ถ์๋ฒ์ ํ์๋ง๋ค ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋ํ๋๋ ์ข ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ๋ถํ(Tumor Mutation Burden, TMB)๋ฅผ ๋น๋กฏํด ํก์ฐ์ด๋ ์์ธ์ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋์ฐ๋ณ์ด ์ ๋ฐ ์์ธ์ ํต์ ํ๋ ๋ฐ ํ๊ณ๊ฐ ์์๋ค. ์ ์ ์กฐ์ง๋ ๋ ธํ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌด์์ ๋ณ์ด๊ฐ ๋์ ๋๋ฏ๋ก, ๋จ์ ๋น๋ ๋์กฐ๋ง์ผ๋ก๋ ์์ธํฌ ์์ฑ์ ์ด๋ฐํ๋ ๋ณ์ด ์กฐํฉ์ ๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ฌด์ํ ๋ง์ ์์์ฑ ์ ๋ณด๊ฐ ๊ฑธ๋ฌ์ง์ง ์์, ์ ์ฝ ํ์ ๋ฐ๊ตด ๊ณผ์ ์์ ์ ์์ ํผ์ ์ ๋น์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ ์ฐ ํ๋ ์์ํฌ SelectSim ๊ฐ๋ฐ๊ณผ 7๋ง ๋ช ์ ์ ์ฒด ์ง๋ ๋ถ์ ์ค์์ค ๋ก์ ๋ํ๊ต(University of Lausanne, UNIL) ์กฐ๋ฐ๋ ์น๋ฆฌ์๋ก(Giovanni Ciriello) ๊ต์ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด๋ฌํ ๊ต๋ ์์ธ์ ๋ฐฐ์ ํ๊ณ ์ง์ ํ ์งํ์ ์์กด์ฑ์ ๊ฐ๋ ค๋ด๋ ์ ์ฐ ํ๋ ์์ํฌ์ธ ์ ๋ ํธ์ฌ(SelectSim)์ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. SelectSim์ ๊ฐ ์ํ์ ๊ณ ์ ํ ๋์ฐ๋ณ์ด ํ๋กํ์ผ๊ณผ TMB๋ฅผ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ ์ ์ ์์ด ์ฐ์ฐํ ํจ๊ป ๋ณ์ดํ ํ๋ฅ ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ชจ์ฌํ๋๋ก ์ค๊ณ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ธฐ๋ฐ์ ๊ท๋ฌด ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ถํ๊ณ ์ค์ ๊ด์ฐฐ๋ ๋น๋์ ๋น๊ตํด ํต๊ณ์ ์ ์์ฑ์ ๊ท๋ช ํ๋ค. 119๊ฐ ์ ์ํ์ ์์ฐ๋ฅด๋ 7๋ง ๊ฐ ์ด์์ ์ ํ์ ์ํ๊ณผ ์ ์ ์กฐ์ง ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋๊ท๋ชจ๋ก ๋น๊ต ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ํฅ๋ฏธ๋กญ๋ค. ์ ์ธํฌ์ ์ ์ฑ ์ ํ์ ์ด๋๋ ํน์ co-mutation ์กฐํฉ์ ๊ฑด๊ฐํ ์ ์ ์กฐ์ง์์๋ ๊ฑฐ์ ๋ํ๋์ง ์์ผ๋ฉฐ, ์ค์ง ์ ์กฐ์ง์์๋ง ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ค๋ ์ฌ์ค์ด ๋๋ฌ๋ฌ๋ค. ์ด๋ ๋ ธํ๋ก ์ธํด ์ ์ ์ธํฌ์ ๋ฌด์์ ๋ณ์ด๊ฐ ์์ด๋๋ผ๋, ์์ ์ ๋ฐํ๋ ํน์ ๋๋ฐ ๋ณ์ด๊ฐ ์ง์ ์ด๋ค ๋ฐ์ํ์ง ์๋ ํ ์ ์ฑ ์ข ์์ผ๋ก ๋ฐ์ ํ์ง ์์์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์์ธ๋ฌ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ข ์์ด ์ฒ์ ์๊ฒจ๋๋ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ ์๋ฐ์ ๋จ๊ณ, ํ ์ฅ๊ธฐ๋ก ํผ์ ธ๋๊ฐ๋ ์ ์ด ๋จ๊ณ์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง co-mutation ์กฐํฉ์ ๊ตฌ์ฑ์ด ๋์์์ด ๋ณํํจ์ ํฌ์ฐฉํ๋ค. ์ข ์์ ์งํ ๊ณผ์ ์์ ์์ธํฌ๊ฐ ์์กด๊ณผ ์ ์ด๋ฅผ ์ํด ์ ํํ๋ ์ ์ ์ ๋๋งน์ด ๊ณ์ ๊ต์ฒด๋๋ ์ ์ด๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ ๋ฐ ์ ์ด ์์ธก์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ๊ณผ ๋ฐ์ดํฐ ์์กด์ฑ์ด๋ผ๋ ๊ณผ์ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ ์ฒด ๋น ๋ฐ์ดํฐ์์ ๋จ์ ๋ฌด์์ ๋ณ์ด์ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ๊ฑท์ด๋ด๊ณ ์ ์งํ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์ ์ ์ ๊ท์น์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๊ท๋ช ํ๋ค๋ ํ์ ๋ฐ๋๋ค. ์งํ ๋จ๊ณ์ ๋ฐ๋ฅธ co-mutation ์ง๋๊ฐ ์์ฑ๋จ์ผ๋ก์จ ํ์๋ง๋ค ๋ค๋ฅด๊ฒ ์งํ๋๋ ์ ์ ์ด ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๋ฏธ๋ฆฌ ์์ธกํ๊ณ ์ฐจ๋จํ ๊ธธ์ด ์ด๋ ธ๋ค. ๋ค๋ง SelectSim์ด ์ ์ํ๋ ๊ธฐ๊ณํ์ต ๋ชจ๋ธ์ ์์ธก๋ ฅ์ ์ ๋ ฅ๋๋ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ์ง๊ณผ ์์ ์ข ์๋ ์๋ฐ์ ์๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ณด๊ฐ ์ด๋ ค์ด ํฌ๊ท ์์ข ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ ๋ฐํ ํต๊ณ ๋ชจ๋ธ ๊ตฌ์ถ์ ํ๊ณ๊ฐ ๋ฐ๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ํ ๋ถ์์ ๊ฑฐ์ณ ๋ฐ๊ตด๋ ๋ณ์ด ์กฐํฉ์ด ์ค์ ์ธํฌ ๋ด์์ ์ด๋ค ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์ํธ์์ฉ์ ์ ๋ฐํ๋์ง ์ฆ๋ช ํ๋ ๊ธฐ๋ฅ์ ํ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ณํ๋ผ์ผ ํ๋ค.
๐ก ์ด ๊ธฐ์ ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์ ํ์์ ์ ์ด๋ฅผ ์กฐ๊ธฐ์ ์์ธกํ๋ ์ ๋ฐ ์ง๋จ ์นฉ์ด๋ ๋๋ฐ ์ง๋จ ๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฐ์ ์์ฉ ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด ๋์ฅ์ 1๊ธฐ ํ์์ ์กฐ์ง ๊ฒ์ฌ์์ ํน์ ๋จ์ผ ๋์ฐ๋ณ์ด๊ฐ ๋ฐ๊ฒฌ๋์ ๋๋ ์ํ๋ฅผ ์ ํํ ๊ฐ๋ ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ SelectSim์ด ๋ฐ๊ตดํ ์ ์ด ์ ๋ co-mutation ์กฐํฉ์ด ํจ๊ป ๊ฒ์ถ๋๋ค๋ฉด ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ณ ๊ฐ๋ ํํ์๋ฒ์ ์ํํ์ฌ ์น๋ฃ์จ์ ๋์ด๋ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ค๊ณํ ์ ์๋ค. ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๋จ๊ณ์์๋ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ์ ์ ๋ฐํ๋ ์ ์ ์ ์กฐํฉ์ ๋ถ์ํด ์ต์ ์ ๋ณ์ฉ ์๋ฒ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์ ๋ณํ๋ ๊ฐ๋ ฅํ ํํฐ๋ก ์ฐ์ธ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ํญ์์ ์ ํจ๋ฅ์ ๋์ด๊ณ ์น๋ฃ ์คํจ ํ๋ฅ ์ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ค์ฌ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ์ ์คํ์ ์๋น๊ธธ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
Applied biochemistry and biotechnology๐ค AI ์์ฝ์ญ๋ฐฑ์ ํ๊ณผ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ต์ ํ๋ก ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๊ฐ์ผ๋ณ ๋ง์ ๊ด๋ฒ์ mRNA ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ
๋ฐฐ๊ฒฝ ํฌ์ ๋ฅ ์๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ธ ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค(Mammarenavirus)๋ ์ธ๊ฐ์๊ฒ ์น๋ช ์ ์ธ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ฑ ์ถํ์ด์ ์ผ์ผํค๋ ๋ํ์ ๋ณ์์ฒด๋ค. ์๋ฅดํจํฐ๋ ์ถํ์ด์ ์ ๋ฐํ๋ ์ค์ธ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ ์น์ฌ์จ์ด ๋์ ๋ผ์ธ์ด(Lassa fever) ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฑ์ด ์ฌ๊ธฐ์ ์ํ๋ค. ์ ์ธ๊ณ ๊ณต์ค๋ณด๊ฑด์ ์ํํ๋ ์ด ๊ฐ์ผ๋ณ๋ค์ ์ํ๋ฆฌ์นด์ ๋จ๋ฏธ ๋ฑ์ง์์ ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ ํํ๋ฉฐ ์๋ง์ ์ฌ๋ง์๋ฅผ ๋ฐ์์์ผฐ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ์ฌ ์์ฉํ๋ ๋ฐฑ์ ์ ๊ทนํ ๋๋ฌผ๊ณ ์น๋ฃ์ ์ต์ ๋ ์ ํ์ ์ด๋ผ ๋์์ฑ ๋ง๋ จ์ด ์๊ธํ๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ฐฉ์์ ํน์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋จ๋ฐฑ์ง ์ ์ฒด๋ฅผ ํญ์์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ํ๋ค. ์ด ๋ฐฉ์์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ณ์ด๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ฑฐ๋ ์ ์ฌํ ๋ค๋ฅธ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๊ฐ ์นจ์ ํ์ ๋ ๊ต์ฐจ ๋ณดํธ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ๋ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ๋ํ ๋ถํ์ํ ๋ฉด์ญ ์ ๋ ๋ถ์๊น์ง ํฌํจ๋์ด ๋ถ์์ฉ์ ์ผ์ผํค๋ ํ๊ณ๊ฐ ๋ฐ๋๋ค. ์ฌ๋ฌ ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ข ์ ๊ณตํต์ผ๋ก ์์ฉํ๋ฉด์ ์์ฌํ๊ณ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ์ฐจ์ธ๋ ๊ด๋ฒ์ ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ ๊ธฐ์ ์ด ์๊ตฌ๋๋ ์ด์ ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ปดํจํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ์ญ๋ฐฑ์ ํ(Reverse vaccinology)๊ณผ ๋ฉด์ญ์ ๋ณดํ(Immunoinformatics) ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ์๋ก์ด ๋์์ฑ ์ ์ค๊ณํ๋ ๋ฐ ์ง์คํ๋ค. ์ฐ์ ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค 10์ข ์ ์ฃผ์ ๊ตฌ์กฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ด์ ์์งํด ๊ณํตํ์ ํน์ง์ ๋ฉด๋ฐํ ๋ถ์ํ๋ ๊ณผ์ ์ ๋ฐ์๋ค. ์ด์ด์ ๋ฉด์ญ์ํผํ ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค(Immune Epitope Database, IEDB)์ ๋ฐฉ๋ํ ์ ๋ณด์์ ๋ณ์ด๊ฐ ๊ฑฐ์ ์์ผ๋ฉด์ ๋ฉด์ญ์์ฑ์ด ์ฐ์ํ ๊ณตํต ์ํผํ ํ๋ฅผ ์์ ํ๋ค. ์ต์ข ์ ๋ณ๋ ์กฐํฉ์ B์ธํฌ์ T์ธํฌ๋ฅผ ๋์์ ํ์ฑํํ๋ ์ฐ์ํ ๋ฉด์ญ ์ ๋ ๋ฅ๋ ฅ์ ์๋ํ๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ๋์ถ๋ ๊ด๋ฒ์ ๋ค์ค ์ํผํ ํ ์ตํฉ ๋ฉ์ ์ ๋ฆฌ๋ณดํต์ฐ(messenger RNA, mRNA) ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์๋ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ํจ์จ์ ๋์ผ ์ถ๊ฐ ์ฅ์น๋ค์ด ํ์ฌ๋๋ค. ํญ์์ ์ธํฌ ์ธ ๋ฐฐ์ถ์ ์ด์งํ์ฌ ๋์์ธํฌ ๋ฑ์ ์ ์ํ๊ฒ ์ ๋ฌํ๋ ์กฐ์ง ํ๋ผ์ค๋ฏธ๋ ธ๊ฒ ํ์ฑ์ (Tissue Plasminogen Activator, tPA) ์ ํธ ํฉํ์ด๋๋ฅผ ์ถ๊ฐํ๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋ณด์กฐ์ ์ญํ ์ ํ๋ PADRE(Pan-HLA DR-reactive epitope) ์์ด๊ณผ ๊ฐ ์ํผํ ํ๋ฅผ ์ ์ฐํ๊ฒ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๋ง์ปค ๊ธฐ์ ์ด ๊ฒฐํฉ๋๋ค. ์ค๊ณ๋ ์ ์ฒด mRNA ์์ด์ ์์ฃผ ์ธํฌ ๋ด์์ ์์ ์ ์ผ๋ก ๋ฐํ๋๋๋ก ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ต์ ํ๋ฅผ ๊ฑฐ์ณค๋ค. ๋ฐฑ์ ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์์ ์ฑ๊ณผ ํ์ฑ ์ฌ๋ถ๋ ์ฌ๋ฌ ์ ์ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ๊ฒ์ฆํ๋ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๋ฐ๋๋ค. ๋จ๋ฐฑ์ง 3์ฐจ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์์ธกํ ๋ค ์ฒด๋ด ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด์์ ๋ถ์ ๋ํน(Molecular docking) ๋ถ์์ ๊ฑฐ์ณ ์ค๊ณ๋ ๋ฐฑ์ ์ด ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ํ๋ ์์ฉ์ฒด๋ค๊ณผ ๊ฐ๋ ฅํ๊ฒ ๊ฒฐํฉํ๋ค๋ ์ฌ์ค์ ํ์ธํ๋ค. ๋ถ์๋์ญํ(Molecular Dynamics, MD) ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ณผ์ ์์๋ ์๊ฐ์ด ํ๋ฌ๋ ๋ณตํฉ์ฒด์ ๊ตฌ์กฐ์ ๋คํ๋ฆผ์ด ๋งค์ฐ ์ ์ด ์์ ์ ์ธ ๊ฒฐํฉ ์ํ๊ฐ ์ ์ง๋๋ค. ๋ํ ์ปดํจํฐ ๋ฉด์ญ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ฐ๋ ฅํ๊ณ ์ง์์ ์ธ ํญ์ฒด ๋ฐ์๊ณผ ํจ๊ป ๋ค๊ฐ์ ์ธ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ์ ํ์ฑํ๊ฐ ๋ํ๋ฌ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ค๊ณ์์ ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๊ณ์ด ์ ์ฒด๋ฅผ ํ์ ์ผ๋ก ํ๋ ๋ฒ์ฉ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ด์๋ค๋ ์ ์์ ์๋ฏธ๊ฐ ๊น๋ค. ๋จ์ผ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๊ฐ ์๋ 10์ข ์ ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ฅผ ๋์ ๋ถ์ํด ๊ณตํต ๋ถ๋ชจ๋ฅผ ์ฐพ์๋์ผ๋ก์จ ๋ณ์ด๊ฐ ์ฆ์ ๋ฆฌ๋ณดํต์ฐ(RNA) ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ํน์ ์ ํํผ ์ ๋ต์ ์ฐจ๋จํ ๋ฌด๊ธฐ๋ฅผ ์ป์๋ค. ํฅํ ์ ์ข ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค๊ฐ ์ถํํ๋๋ผ๋ ๊ธฐ์กด ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ ์ํ๊ฒ ๋์ ์ ์ ์ ๊ตฌ์ถํ ์ ์์ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ค๋ง ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ปดํจํฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ณผ ๋ฉด์ญ ์ ๋ณดํ ๋ถ์์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์ํ๋ ์ด๊ธฐ ์ค๊ณ ๋จ๊ณ๋ผ๋ ์ ์ด ํ๊ณ๋ค. ์ค์ ์์ฒด ๋ด ํ๊ฒฝ์ด ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ์นํ ์ง, ํน์ ์์๋๋ก ๋ฉด์ญ ์ธํฌ๋ค์ด ํ๋ฐํ๊ฒ ๋ฐ์ํ ์ง๋ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๊ฒ์ฆ์ด ํ์ํ ๋๋ชฉ์ด๋ค. ๋๋ฌผ์ ๋์์ผ๋ก ํ๋ ์ ์์ ์ํ๊ณผ ์ธ์ฒด ๋์ ์์์ํ์ ๊ฑฐ์ณ ์ค์ ์ ํจ์ฑ๊ณผ ์์ ์ฑ์ ์ ์ฆํ๋ ํ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์์ ์ผ๋ก ์๊ตฌ๋๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ข ๊ฐ์ผ๋ณ ์ ํ ์ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ธฐ๊ฐ์ ์๊ฐ์ ์ด์ ๋จ์ถํ๋ ํ๋ซํผ ๊ธฐ์ ๋ก ์ ์ฉ๋ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด์๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๊ฐ ๋ฐ์ํ ํ ํญ์์ ๋ถ๋ฆฌํ๊ณ ์ ์ ํ๋ ๊ณผ์ ์ ๋ง์ ์๊ฐ์ด ์์๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ฌ์ฉ๋ ์ญ๋ฐฑ์ ํ ํ๋ซํผ์ ํ์ฉํ๋ฉด ์ ์ ์ ์์ด์ด ํ๋ณด๋ ์งํ ์์ผ ๋ด๋ก ๋ฉด์ญ์์ฑ ์ํผํ ํ๋ฅผ ์ค๊ณํ๊ณ ์ต์ ํ๋ mRNA ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ๋์ถํ๋ ์์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ํนํ ๋ค์์ ๋ง๋ ๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์์ข ์ ๋์์ ๋ฐฉ์ดํ๋ ๋ค์ค ์ํผํ ํ ์ค๊ณ ๋ฐฉ์์ ๋ณ์ข ์ถํ์ ๋์ํ๋ ๋ฐฑ์ ์ ์กฐ ๊ณต์ ์ ๋ํญ ๋จ์ํํ๋ค. ์ด๋ ์์ฐ ๋จ๊ฐ ์ ๊ฐ๊ณผ ์ ์กฐ ์ค๋น์ ์ ์ฐํ ํ์ฉ์ผ๋ก ์ด์ด์ ธ ์ ์๋ ๊ตญ๊ฐ๋ฅผ ํฌํจํ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐฑ์ ๊ณต๊ธ์ ๋ถ๊ท ํ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด์ํ๋ ๋ฐ ์ ์ฉํ ๋๊ตฌ๊ฐ ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝโ์ ์ ๋ ํ๊ฒฝโ ์ด๋ถ๋ฒ์ ์ข ๋งโฆ ์ฐจ์ธ๋ ํ๋์ ์ ํ, ๋ณต์ก์ฑ์ ๋คํธ์ํฌ์ ์ฃผ๋ชฉํ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ค๋ซ๋์ ์ธ๊ฐ ํ๋์ ์ค๋ช ํ๋ ๋ ผ์๋ '์ ์ฒ ๋ ํ์ฒ'์ด๋ผ๋ ๋๋ฆฝ ๊ตฌ๋์ ๊ฐํ ์์๋ค. ์ง๋ฅ์ด๋ ์ฑ๊ฒฉ, ์ ์ ์งํ ๊ฐ์ ๋ณต์กํ ํ์ง์ด ์ ์ ์์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋์ง, ํน์ ์์ก ๋ฐฉ์๊ณผ ์ฌํ์ ํ์ต์ผ๋ก ํ์ฑ๋๋์ง๋ฅผ ๋๊ณ ํ๊ณ์ ๋์ค์ ์ด๋ค ํ ๋ก ์ ๋ฒ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋จ์ํ ์ด๋ถ๋ฒ์ ํ๋ ์์ ์ด์ฐฝ๊ธฐ ์ ์ ํ ์ฐ๊ตฌ์ ํ๊ณ์์ ๊ธฐ์ธํ ๋ฐ๊ฐ ํฌ๋ค. ๊ณผ๊ฑฐ์๋ ์์์ ํน์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ์งํ์ด๋ ํน์ ํ๋์ ์ง์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค๋ ๋จ์ผ ์ ์ ์ ๊ฐ์ค์ ์์กดํ๋ค. ์ผ๋์ฑ๊ณผ ์ด๋์ฑ ์๋ฅ์ด๋ฅผ ๋น๊ตํ๋ ์ฐ๊ตฌ ์ญ์ ์ ์ ์ ๊ธฐ์ฌ๋์ ํ๊ฒฝ์ ์ํฅ๋ ฅ์ ์ํ์ ์ผ๋ก ๋จ์ํ๊ฒ ๋ถ๋ฆฌํ๋ ๋ฐฉ์์ ์ทจํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ด๋ฌํ '์ด๊ฒ ์๋๋ฉด ์ ๊ฒ'์์ ์ ๊ทผ๋ฒ์ ํ๋ ์ ์ ํ์ ๋๋ถ์ ๋ฐ์ ์ ์จ์ ํ ๋ด์๋ด์ง ๋ชปํ๋ค. ์คํ๋ ค ์๋ฌผํ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์๊ณกํ๊ณ , ์ ์ ๊ฒฐ์ ๋ก ์ด๋ ํ๊ฒฝ ๋ง๋ฅ์ฃผ์ ๊ฐ์ ๊ทน๋จ์ ์ธ ํธ๊ฒฌ์ ๋ณ๋ ๋ถ์์ฉ์ ์ผ์ผ์ผฐ๋ค. ์ ์ ์๊ฐ ํ๋์ ์ง์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค๋ ์์ ์ฑ๊ธํ ์ผ๋ฐํ๋ ์ฐ์ํ์ ์ค์ฉ์ด๋ ์ฐจ๋ณ์ ์ ๋นํํ๋ ๋๊ตฌ๋ก ๋ณ์ง๋ ์ํ๋ ์๊ณ ์์๋ค. ํ๋ ์ ์ ๊ณผํ์ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ์ฌ๋ฐ๋ฅด๊ฒ ์ ๋ฌํ ์๋ก์ด ์ํต ๋ฐฉ์๊ณผ ์ฐ๊ตฌ ํจ๋ฌ๋ค์์ด ์๊ตฌ๋๋ ์ด์ ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ๊ตญ์ ํ์ ์ง ๋ค์ด์ฒ ์ ๋คํฑ์ค(Nature Genetics)์ ๋ฐํ๋ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด๋ฌํ ํ๊ณ๋ฅผ ๋์ด ํ๋ ์ ์ ํ์ ๋ฏธ๋๋ฅผ ์ํ '๋ณต์ก์ฑ(Complexity)'์ ๋์ ์ ๊ฐ๋ ฅํ ์ ์ํ๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ ์ต๊ทผ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ์ฑ์ฅํ ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด์ฐ๊ด๋ถ์(Genome-Wide Association Study, GWAS)์ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ ์ ๊ณผ ํ๊ฒฝ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ค์ฐจ์์ ๋คํธ์ํฌ๋ก ์ฌ์ ์ํด์ผ ํจ์ ๋ถ๋ช ํ ํ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ด ์ ์ํ ์ฐจ์ธ๋ ํ๋์ ์ ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์๋ง ๊ฐ์ ๋ฏธ์ธํ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ๋ณตํฉ์ ์ผ๋ก ๊ธฐ์ฌํ๋ ๋ค์ ์ ์์ ์(Polygenic Score, PGS) ๋ถ์์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ์ธ๊ฐ ํ๋์ ๋จ ํ๋์ ์ง๋ฐฐ์ ์ธ ์ ์ ์๊ฐ ์๋๋ผ, ๊ฒ๋ ์ ์ฒด์ ํฉ์ด์ง ์๋ง์ ๋ณ์ด์ ๋ฏธ์ธํ ํจ๊ณผ๋ค์ด ๋์ ๋์ด ๋ฐํ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋์๊ฐ ์ ์ ์์ ํ๊ฒฝ์ ์ํธ์์ฉ(Gene-Environment Interaction, GxE)์ ํต๊ณ์ ๋ณ์๊ฐ ์๋ ์ญ๋์ ์ธ ๊ฒฐํฉ์ฒด๋ก ํ์ ํ๋ค. ์ ์ ์ ์์ธ์ด ํ๊ฒฝ์ ์ ํ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๊ณ , ๋ฐ๋๋ก ํ๊ฒฝ ์์ธ์ด ํ์ฑ์ ์ ํ์ ๋ณํ๋ก ์ ์ ์์ ๋ฐํ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋ ์ํ์ ํผ๋๋ฐฑ์ด ํ์ฑ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ณต์ก์ฑ์ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฃจ๊ธฐ ์ํด ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ธฐ์กด์ ๊ณ ๋ฆฝ๋ ํต๊ณ ๋ถ์์์ ๋ฒ์ด๋ ๋คํ์ ์ ํ์ ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ถํด์ผ ํ๋ค๊ณ ์กฐ์ธํ๋ค. ์๋ฌผํ์, ํต๊ณํ์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฌ๋ฆฌํ์, ๊ต์กํ์, ์ฌํํ์๊ฐ ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ํ์ฑํ๋ ๋คํ์ ์ ์ ๊ทผ์ด ์ ์ผํ ํด๋ฒ์ผ๋ก ๊ผฝํ๋ค. ์ด๋ค์ ๊ณผํ์๋ค์ด ๋์ค๊ณผ ์ํตํ๊ณ ํ์๋ค์ ๊ต์กํ ๋๋ ๋ณต์ก์ฑ ์ค์ฌ์ ๊ด์ ์ ๊ฒฌ์งํด์ผ ํจ์ ๊ฐ์กฐํ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ ์์ ๊ทธ๋์ ์ง๋์น๊ฒ ๋จ์ํ๋๋ ์ธ๊ฐ ํ๋์ ์ ์ ํ์ ํด์์ ํฐ ๊ฒฝ์ข ์ ์ธ๋ฆฐ๋ค. ์ ์ฒ ๋ ํ์ฒ์ด๋ผ๋ ๊ตฌ์๋์ ๋ ผ์์์ ํํผํด ์๋ช ํ์์ ์ค์ ๋ชจ์ต์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ฐ๋ผ๋ณด๋๋ก ๋๋ ์ด์ ํ ์ญํ ์ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ์ฅ๊ธฐ์ ์ผ๋ก๋ ์ธ์ง ๋ฅ๋ ฅ์ ๋น๋กฏํด ์กฐํ๋ณ, ์ฐ์ธ์ฆ ๋ฑ ๋ณต์กํ ์ ์ ์งํ์ ์๋ฐฉ๊ณผ ์น๋ฃ ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ฐ๊ฟ ํ ๋๋ฅผ ๋ง๋ จํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ ์ ์ ์ทจ์ฝ์ฑ์ ์ง๋ ๊ฐ์ธ์ด ํน์ ํ๊ฒฝ์ ๋ ธ์ถ๋ ๋ ์ง๋ณ์ด ๋ฐ์ํ๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ฐํ๋์ผ๋ก์จ ๋ง์ถคํ ๋ณต์ง๋ ์ ๋ฐ ์๋ฐฉ ์ํ์ ์ค๊ณ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ๋ค๋ง ์ด๋ฌํ ๋ค์ฐจ์์ ๋ณต์ก์ฑ ๋ชจ๋ธ์ ์ฐ๊ตฌ์ ์์ ํ์ฅ์ ์์ ํ ๋ฟ๋ฆฌ๋ด๋ฆฌ๊ฒ ํ๋ ค๋ฉด ๊ทน๋ณตํด์ผ ํ ๊ณผ์ ๋ ์ ์ง ์๋ค. ๋ฐฉ๋ํ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ํ๊ฒฝ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋์์ ์ถ์ ํ๊ณ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ปดํจํ ์ธํ๋ผ์ ํ์คํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ ํ๋ซํผ์ด ํ์๋ค. ํ๋ฌธ ๊ฐ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ํ๋ฌผ๊ณ ์ํต์ ํ์ฑํํ๊ธฐ ์ํ ์ ๋์ ์ง์๊ณผ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด ๋ ธ์ถ์ ๋ฐ๋ฅด๋ ์ค๋ฆฌ์ ์์ ์ ๊ดํ ์ฌํ์ ํฉ์๋ ์ ํ๋ผ์ผ ํ ํ์ ์์๋ก ์ง์ ๋๋ค.
๐ก ์ด ์ ์์ด ํ์ฅ์ ๊ฐ์ ธ์ฌ ๊ฐ์ฅ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ๋ณํ๋ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ๊ต์ก ์ค๊ณ์ ์ ์ ๊ฑด๊ฐ ๊ด๋ฆฌ ๋ถ์ผ์์ ์ฐพ์ ์ ์๋ค. ์ฃผ์๋ ฅ๊ฒฐํ ๊ณผ์ํ๋์ฅ์ (Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD) ์ ์ ์ ์ํ๋๊ฐ ๋์ ์๋์ ์ํ์ ์์ธกํ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๊ฐ ๋ํ์ ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ ์ ์ ๋ก ์ ์๋์ ํ์๋ก ๊ท์ ํ๊ณ ์ฆ๊ฐ์ ์ธ ์ฝ๋ฌผ ์ฒ๋ฐฉ์ ์น์คํ ๋ฐ๋ฉด, ๋ณต์ก์ฑ ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ํ๊ต ํ๊ฒฝ์ ์กฐํ๋ฅผ ๋ถ์ํด๋ธ๋ค. ์ ์ ์ ์ผ๋ก ์ฃผ์๋ ฅ์ด ํํธ๋ฌ์ง๊ธฐ ์ฝ๋๋ผ๋ ํน์ ํ ์๊ฐ ์๊ทน ํ๊ฒฝ์ด๋ ์คํธ๋ ์ค๊ฐ ๋ฎ์ ํ์ ํ๊ฒฝ์์๋ ์ง๋ณ ์์ค์ผ๋ก ๋ฐํ๋์ง ์๋ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ฐพ๊ฒ ๋๋ค. ๊ต์ก ํ๊ฒฝ์ ์ ์ ์ ํน์ฑ์ ์ต์ ํํด ์กฐ๊ธฐ์ ์๋ฐฉํ๋ ์ ๋ฐ ์์ก ์๋๋ฆฌ์ค๊ฐ ํ์คํ๋๋ ์ ์ด๋ค. ์ฐ์ ์ ์ผ๋ก๋ ์๋น์ ๋์ ์ ์ ์ฒด ๊ฒ์ฌ(Direct-to-Consumer, DTC) ์๋น์ค์ ์ง์ ๋์ฝ์ ์ด๋ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด DTC ๊ฒ์ฌ๋ ๋ชจํธํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ณตํด ๋์ค์๊ฒ ํฐ ํจ์ฉ์ ์ฃผ์ง ๋ชปํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ณต์ก์ฑ ๋ชจ๋ธ์ ์๋น์ค์ ์ตํฉํ๋ฉด ์์ด์๋ฒ์ด๋ ์คํธ๋ ์ค ์์ธ๊ณผ ์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ๋์ ๋ณํ๋ฅผ ๋ฐ์ํ ์ง๋ฅํ ํฌ์ค์ผ์ด ์๋ฃจ์ ๊ฐ๋ฐ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ ธ ๊ด๋ จ ์์ฅ์ ์ฑ์ฅ์ ๊ฐ์ํํ ์ ๋ง์ด๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝ์ธ๊ฐ ์ ์ ์ฒด ์กฐ์ ์ง๋ ์์ฑ: ENCODE4, ์ธํธ์-์ ์ ์ ์ฐ๊ฒฐ 9,200๋ง ๊ฑด ํด๋
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ธ๊ฐ ์ ์ ์ฒด์๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ฝ๋ฉํ๋ ์ ์ ์๊ฐ ์ฝ 2๋ง ๊ฐ ์กด์ฌํ์ง๋ง, ์ด๋ค์ ๋ฐํ์ ์กฐ์ ํ๋ ๋น์ฝ๋ฉ ์์ญ์ ์ ์ ์ฒด์ 98%๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ค. ์ธํธ์(enhancer)๋ ์ด ๋น์ฝ๋ฉ ์์ญ์ ํฉ์ด์ ธ ํ์ ์ ์ ์์ ๋ฐํ์ ์๊ณต๊ฐ์ ์ผ๋ก ์กฐ์จํ๋ ํต์ฌ ์กฐ์ ์์๋ค. ๋ฌธ์ ๋ ์ด๋ค ์ธํธ์๊ฐ ์ด๋ค ์ ์ ์๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋์ง ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ฐํ์ง์ง ์์๋ค๋ ์ ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ๋ค์ ๊ฐ๋ณ ์ธํฌ์ฃผ๋ ์์ ์กฐ์ง์์ ์ธํธ์-์ ์ ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ถ์ ํ์ผ๋, ์ ์ฒด ์ ์ ์ฒด ๊ท๋ชจ์์ ์๋ฐฑ ์ข ์ ์ธํฌ ์ ํ์ ์์ฐ๋ฅด๋ ํฌ๊ด์ ์ง๋๋ ๋ถ์ฌํ๋ค. ENCODE(Encyclopedia of DNA Elements) ํ๋ก์ ํธ๋ 20์ฌ ๋ ๊ฐ 16,000๊ฑด ์ด์์ ์ ์ ์ฒด ์คํ์ ์ํํ๋ฉฐ ์ ์ ์ ์กฐ์ ์์ ์นดํ๋ก๊ทธ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํด์์ผ๋, ์ธํธ์์ ํ์ ์ ์ ์ ์ฌ์ด์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ธํฌ ์ ํ๋ณ๋ก ์ฒด๊ณํํ ๋ฐฑ๊ณผ์ฌ์ ์ ์ฌ์ ํ ๋น์๋ฆฌ์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ENCODE4 ์ปจ์์์์ 352์ข ์ด์์ ์ธํฌ ์ ํ๊ณผ ์กฐ์ง์ ๊ฑธ์ณ 9,200๋ง ๊ฑด์ด ๋๋ ์ธํธ์-์ ์ ์ ์กฐ์ ์ํธ์์ฉ์ ๋งคํํ ๋ฐฑ๊ณผ์ฌ์ ์ ์์ฑํ๋ค. ์ด๋ 2023๋ ํ๋ฆฌํ๋ฆฐํธ์์ ๋ณด๊ณ ๋ 1,300๋ง ๊ฑด ๋๋น ์ฝ 7๋ฐฐ ํ์ฅ๋ ๊ท๋ชจ๋ก, ํ์ฅ๋ ์์ค-์กฐ์ ์์ ํ๋ณด(cCRE) ๋ ์ง์คํธ๋ฆฌ 237๋ง ๊ฐ์ ์ถ๊ฐ ์์ฒด์๋ฃ ๋ฐ์ดํฐ์ ํตํฉ์ด ์ด ๋์ฝ์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ENCODE-rE2G(ENCODE-regulatory Element to Gene)๋ผ๋ ์๋ก์ด ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. ์ด ๋ชจ๋ธ์ ๊ธฐ์กด ABC(Activity-by-Contact) ๋ชจ๋ธ์ ๋์ด, DNase-seq ๋ฐ์ดํฐ์์ ์ฐ์ถํ 13๊ฐ์ง ํน์ฑ์ ํ์ฉํ๋ ๋ก์ง์คํฑ ํ๊ท ๊ธฐ๋ฐ ์ง๋ํ์ต ์ ๊ทผ๋ฒ์ด๋ค. ํต์ฌ์ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ธํธ์ ํ์ฑ๋์ 3์ฐจ์ ์ธํธ์-ํ๋ก๋ชจํฐ ์ ์ด ๋น๋ ์ธ์๋, ํ๋ก๋ชจํฐ ํด๋์ค(promoter class)์ ์ธํธ์ ๊ฐ ์๋์ง(enhancer-enhancer synergy)๊ฐ ์ธํธ์-ํ๋ก๋ชจํฐ ์ปค๋ฎค๋์ผ์ด์ ์ ์ข์ฐํ๋ค๋ ์ ์ด์๋ค. ๋ชจ๋ธ ๊ฒ์ฆ์๋ CRISPR ๊ต๋ ์คํ์์ ์ธก์ ํ 10,411๊ฐ ์์-์ ์ ์ ์, 30,000๊ฑด ์ด์์ ์ ๋ฐ ๋งคํ๋ eQTL, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์์ธ ์ ์ ์์ ์ฐ๊ฒฐ๋ 569๊ฐ์ ์ ๋ฐ ๋งคํ GWAS ๋ณ์ด๊ฐ ํ์ฉ๋๋ค. ENCODE-rE2G๋ ChIA-PET ๋ฐ HiChIP ์ ์ด ๋ฒค์น๋งํฌ์์ ํ๊ท ์ฌํ์จ 78%๋ฅผ ๋ฌ์ฑํด, ABC ๋ชจ๋ธ์ 74%๋ฅผ ์ํํ๋ ์ต๊ณ ์์ค์ ์์ธก ์ฑ๋ฅ์ ๋ณด์๋ค. ํ๋ก๋ชจํฐ ํน์ฑ์ ABC ์ ์์ ๊ฒฐํฉํ 4-ํน์ฑ ๋ชจ๋ธ์ AUPRC๋ฅผ 0.044 ์ถ๊ฐ๋ก ๋์ด์ฌ๋ ธ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด ๋ฐฑ๊ณผ์ฌ์ ์ 94๊ฐ GWAS ํ์ง์ ๋ํ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด์ ํ์ ์ ์ ์๋ฅผ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐํจ์ผ๋ก์จ, ์ง๋ณ ๊ด๋ จ ์ ์ ๋ณ์ด ํด์์ ๋ณ๋ชฉ์ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก ํด์ํ ์ ์ฌ๋ ฅ์ ์ง๋๋ค. 197๊ฐ ๋น์ฝ๋ฉ ์ ๋ขฐ ๋ณ์ด ์ธํธ(credible set)์ 76๊ฐ ํ์ง์ ์กฐ์ง ๋์ถ ๋ถ์์ด ์ด๋ฏธ ์ํ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ๊ณ๋ ์กด์ฌํ๋ค. ํ์ฌ ์ง๋๋ ๋ฒํฌ ์กฐ์ง ์์ค์ ๋ฐ์ดํฐ์ ํฌ๊ฒ ์์กดํ๋ฉฐ, ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋์์์ ๊ฒ์ฆ์ ์์ง ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ๋ค. ๋ํ ์ธํธ์-์ ์ ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ๋์ ๋ณํ, ์ฆ ๋ฐ๋ฌ ์๊ธฐ๋ ์งํ ์ํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฌ๋ฐฐ์ (rewiring)๊น์ง ํฌ์ฐฉํ๋ ค๋ฉด ์ถ๊ฐ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ENCODE-rE2G ๋ชจ๋ธ์ ์์ธก ์ฑ๋ฅ๋ ์ธํฌ ์ ํ์ ๋ฐ๋ผ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๋ณด์ด๋ฏ๋ก, ํฌ์ ์ธํฌ ์ ํ์์์ ์ ํ๋ ๊ฐ์ ์ด ๋จ์ ๊ณผ์ ๋ค.
๐ก ๋น์ฝ๋ฉ ์์ญ์ ์ง๋ณ ์ฐ๊ด ๋ณ์ด๋ GWAS๊ฐ ๋ฐ๊ตดํ ์ ์ฒด ์ํ ๋ณ์ด์ 90% ์ด์์ ์ฐจ์งํ์ง๋ง, ์ด๋ค์ด ์ด๋ค ์ ์ ์์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋์ง ํน์ ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ์ ์ฝ ํ์ ๋ฐ๊ตด์ ๊ฑธ๋ฆผ๋์ด์๋ค. ์ด๋ฒ ๋ฐฑ๊ณผ์ฌ์ ์ ์ธํธ์์ ํ์ ์ ์ ์๋ฅผ ์ธํฌ ์ ํ๋ณ๋ก ์ง์ ์ฐ๊ฒฐํด, ์ ์ฝ์ฌ๊ฐ GWAS ํํธ์์ ์ ์ฝ ํ์ ์ ์ ์๋ก ์ด์ด์ง๋ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ์ถ์ ํ ์ ์๋ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ์์ปจ๋ ํน์ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ์์๋ง ํ์ฑํ๋๋ ์ธํธ์๊ฐ ์๊ฐ๋ฉด์ญ์งํ GWAS ์ ํธ์ ์์ธ์ด๋ผ๋ฉด, ํด๋น ์ ์ ์๋ฅผ ํ์ ์ผ๋ก ํ ์ธํฌ ์ ํ ํน์ด์ ์น๋ฃ์ ์ค๊ณ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ์ ์ ์ฒด ์ง๋จ ์์ญ์์๋ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด์ ๋ณ์์ฑ ํ์ ์ ์ง์ ํ์ฉ๋ ์ ์์ด, ํ์ฌ ํด์ ๋ถ๋ฅ(VUS)์ผ๋ก ๋ถ๋ฅ๋๋ ๋ณ์ด์ ์๋น์๋ฅผ ์ฌ๋ถ๋ฅํ ๋จ์๊ฐ ๋ ์ ๋ง์ด๋ค.
NEJM๐ค AI ์์ฝ๊ฒฐํผ ์ 782๊ฐ ์ ์ ์ ํด๋ โฆ UAE, ํฌ๊ท ์งํ ๋๋ฌผ๋ฆผ ๋ง๋ '๊ตญ๊ฐ ์ ์ ์ ๋ฐฉํจ' ๊ตฌ์ถ
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ํฌ๊ท ์ ์ ์งํ์ ํ์์ ๊ฐ์กฑ์๊ฒ ํ์์ ๊ฑธ์น ๊ณ ํต์ ์๊ฒจ์ฃผ๋ฉฐ, ์ฌํ์ ์ผ๋ก๋ ๋ง๋ํ ์๋ฃ ๋น์ฉ์ ๋ฐ์์ํค๋ ๋ณด๊ฑดํ์ ๋์ ๋ค. ํนํ ์๋์๋ฏธ๋ฆฌํธ(United Arab Emirates, UAE)๋ฅผ ๋น๋กฏํ ์ค๋ ์ง์ญ์ ์ญ์ฌ์ ยท๋ฌธํ์ ์ํฅ์ผ๋ก ์น์กฑ ํผ์ธ์จ์ด 50%์ ์ก๋ฐํ ๋งํผ ๋์ผ๋ฉฐ, ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์์ผ์์ฒด ์ด์ฑ ์ ์ ์งํ์ ๋ฐ์ ๋น๋๋ ๋์ ์์์ ๋ณด์ธ๋ค. ๊ธฐ์กด ์ ๋ณ ๊ฒ์ฌ๋ ๋ฒ ํ ์ง์คํด๋นํ(beta-thalassemia)์ด๋ ๋ซ๋ชจ์ ์ ํ๊ตฌ ๋นํ์ฆ ๊ฐ์ ํน์ ํ์ก ์งํ ์์ฃผ๋ก ์ ํ๋์ด ๋๋ค์ ํฌ๊ท ์งํ์ ์๋ฐฉํ๋ ๋ฐ ์ญ๋ถ์กฑ์ด์๋ค. ๋ถ๋ชจ๊ฐ ๋ชจ๋ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ์ง๋ ๋ณด์ธ์์์๋ ์ฆ์์ด ์์ด ์ค์ค๋ก ์ธ์งํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ์ ์ ์ ์ ์งํ์ ๋๋ฌผ๋ฆผ์ ๋ถ์ถ๊ธฐ๋ ํต์ฌ ์์ธ์ผ๋ก ์์ฉํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ํฉ์์ ์ฐจ์ธ๋ ๊ธฐ์ ์ ํ์ฉํด ์ ์ ์ ๋ฐ๋ณ ์ํ์ ์กฐ๊ธฐ์ ๊ท๋ช ํ๊ณ ์ฌ์ ๊ด๋ฆฌ๋ฅผ ๊ฐํํ๋ ์๋ฐฉ ์ํ์ ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ ํ์ด ์ง์์ ์ผ๋ก ์๊ตฌ๋๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ด๋ฌํ ๋ณด๊ฑดํ์ ์๊ตฌ์ ๋ฐ๋ง์ถฐ ๊ตญ์ ํ์ ์ง '๋ด์๊ธ๋๋ ์ํ ์ ๋'(New England Journal of Medicine, NEJM)์ ์๋์๋ฏธ๋ฆฌํธ์ ์ ๊ตฌ์ ์ธ ์ ์ ์ ๊ฒ์ฌ ์ฌ์ ์ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๊ฒ์ฌ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋๋ฐ์ด๋ฅผ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์ํ๋ ๊ตญ๊ฐ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณ ๊ฒ์ฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ธํ ๋ถ์ํ๋ค. ์ด๋ฒ ์ฌ์ ์ ๊ฒฐํผ์ ์๋ ์๋ฏธ๋ฆฌํธ ๊ตญ์ ์ ์๋น ๋ถ๋ถ 1,000์์ ๋์์ผ๋ก ์ผ์๋ค. ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ํ ํ์ก ๊ฒ์ฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ, ์๋น ๋ถ๋ถ์ ์์ผ์์ฒด ์ด์ฑ ์ ์ ์งํ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ 782๊ฐ ์ ์ ์์ ์ผ๊ธฐ์์ด ์ ์ฒด๋ฅผ ํด๋ ํ๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ผ๊ธฐ์์ด ๋ถ์๋ฒ(Next-Generation Sequencing, NGS)์ ์ ์ฉํ ์ ์ด ํต์ฌ์ด๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ ์ฒด ๋ถ์ ๋์์ 8%์ ๋ฌํ๋ 80์์ ๋ถ๋ถ๊ฐ ๋์ผํ ์ ์ ์์์ ๋ณ์์ฑ ๋ณ์ด๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ ๋ณด์ธ์ ์์ผ๋ก ํ์ธ๋๋ค. ์ด๋ ํ์ด๋ ์๋ ๊ฐ 25%์ ํ๋ฅ ๋ก ์ค์ฆ ์ ์ ์งํ์ ์๊ฒ ๋จ์ ๋ปํ๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ๋ ์ ์ ๋ณ์ด์ ์ธ๋ถ ์ ํ์ ์ดํด๋ณด๋ฉด ์ง์คํด๋นํ(Thalassemia)์ ํฌํจํ ํ์ก ์งํ์ด ๊ฐ์ฅ ๋์ ๋น์จ์ ์ฐจ์งํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด๋ฅผ ์ ์ธํ ๋นํ์กํ ์ด์ฑ ์ ์ ๋ณ์ด ์ญ์ ์ ์ฒด ์ํ ๋ถ๋ถ์ 59%์ ์ด๋ฅผ ์ ๋๋ก ๋์ ๋น์ค์ ๋ํ๋๋ค. ์ด๋ ์ข ์ ์ ์ ํ์ ์ธ ๊ฒ์ฌ ๋ฐฉ์์ด ์๋ง์ ์ ์ ์ํ์ ์ฐจ๋จํ์ง ๋ชปํ์์ ๋ฐฉ์ฆํ๋ ์์น๋ค. ์ฃผ๋ชฉํ ๋ถ๋ถ์ ์ํ ํ์ ์ ๋ฐ์ ๋ถ๋ถ์ ์ค์ ํ๋ ์์์ด๋ค. ๊ณ ์ํ๊ตฐ์ผ๋ก ์ง๋จ๋ ๋ถ๋ถ ์ค 80%๋ ๊ฒฐํผ์ ์์ ๋๋ก ์งํํ๋, ์ฒด์ธ์์ (In Vitro Fertilization, IVF)๊ณผ ์ฐฉ์ ์ ์ ์ ์ ๊ฒ์ฌ(Preimplantation Genetic Testing, PGT)๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ์งํ ์ ์ ์ ๋ฐฉ์งํ๊ฒ ๋ค๋ ๊ฒฐ์ ์ ๋ด๋ ธ๋ค. ์ด๋ค์ ์ ๋ถ ์ง์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํตํด ์์ ํ ์ถ์ฐ์ ๊ณํํ๋ ๋ฐฉ์์ ๋ชจ์ํ๋ ํ๋ฆ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ๋ฐ๋ฉด ๋๋จธ์ง 20%๋ ์ ์ ์ํ์ ํํผํ๊ณ ์ ๊ฒฐํผ ์ ์ฐจ๋ฅผ ์ค๋จํ๊ณ ๋ค๋ฅธ ๋๋ฐ์๋ฅผ ์ฐพ๋ ๊ธธ์ ํํ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ตญ๊ฐ์ ์ฐจ์์์ ๋๊ท๋ชจ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ๊ฒฐํผ ์ ํ์ ๊ฒ์ฌ๋ก ๋์ ํ์ ๋ ๊ฑฐ๋ ์ ์๋ ์ค์ง์ ์ธ ์๋ฐฉ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ์ ์ฆํ๋ค๋ ์ ์์ ์๋ฏธ๊ฐ ๊น๋ค. ํนํ ์ง๊ธ๊น์ง ๊ฐ์กฑ๋ ฅ ๊ฒ์ฌ์ ์์กดํด ์จ ๋ณด๊ฑด ์ ์ฑ ์ด ์ ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์ฒด๊ณ๋ก ์ ํ๋๋ ๊ณ๊ธฐ๋ฅผ ๋ง๋ จํ๋ค. ์ด๋ ์ ์ ์งํ ํ์์ ์ถ์์ ์ฌ์ ์ ๋ฐฉ์งํจ์ผ๋ก์จ ์ฌํ์ ์๋ฃ ๋น์ฉ์ ์ฅ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ ๊ฐํ๋ ํจ๊ณผ๋ก ์ด์ด์ง๋ค. ๋๋ถ์ด ์ ์ฌํ ๋ฌธํ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ ์ง๋ ์ด์ ์ค๋ ๊ตญ๊ฐ๋ค์๋ ์ ์ฑ ์ ๋ชจ๋ฒ ์ฌ๋ก๋ก ์์ฉํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๋๋ค. ๋ค๋ง ๋ณธ ์ฌ์ ์ด ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ํ์ฐํ๊ธฐ ์ํด์๋ ํด๊ฒฐํด์ผ ํ ๊ณผ์ ๊ฐ ๋ง๋ค. ๋ฌด์๋ณด๋ค ๊ฒ์ฌ ๋น์ฉ์ ๋ถ๋ด์ ๋ฎ์ถ๊ณ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ถ์ ๊ธฐ๊ฐ์ ๋จ์ถํ๋ ๊ธฐ์ ๊ณ ๋ํ๊ฐ ๋ท๋ฐ์นจ๋ผ์ผ ํ๋ค. ์์ธ๋ฌ ๊ณ ์ํ๊ตฐ ์๋น ๋ถ๋ถ์๊ฒ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฌ๋ฐ๋ฅด๊ฒ ์ค๋ช ํ๊ณ , ๋์ธ ํจ๊ณผ๋ ์ฐจ๋ณ์ ๋ฐฉ์งํ ์ ์๋ ์ ๋ฌธ ์ ์ ์๋ด์ฌ์ ์์ฑ๋ ์๊ธํ๋ค. ์ ์ ์ ์ ๋ณด์ ์ ์ถ์ ๋ง๋ ์๊ฒฉํ ๋ณด์ ๋์ฑ ๊ณผ ๋ฒ์ ๋ณดํธ ์ฅ์น ๋ง๋ จ ์ญ์ ๊ตญ๊ฐ ์๋ฐฉ ์ํ์ ์ฑํจ๋ฅผ ๊ฐ๋ฅผ ์ค๋ ๋ณ์๋ก ์์ฉํ ์ ๋ง์ด๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ ํ์ฅ๊ณผ ๋์ ๋ณด์กฐ ์์ ์ฐ์ ์ ๊ตฌ์ฒด์ ์ด๊ณ ์ฆ๊ฐ์ ์ธ ์ฌ์ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ํ๋ค. ๋ณ์๊ณผ ์ ๋ฌธ ์ํ ๊ฒ์ฌ ๊ธฐ๊ด์ ์๋น ๋ถ๋ถ์ฉ '์ ์ ์ฒด ํธํ์ฑ ๊ฒ์ฌ ํจํค์ง'๋ฅผ ์ถ์ํ์ฌ ๋ง์ถคํ ์๋ฐฉ ์๋น์ค๋ฅผ ์์ฉํํ ์ ์๋ค. ํนํ ๊ณ ์ํ๊ตฐ ํ์ ์ ๋ฐ์ ๋ถ๋ถ๋ค์ด ์์ฐ์ค๋ฝ๊ฒ IVF์ PGT ๋จ๊ณ๋ก ์ฐ๊ณ๋๋ ์๋ฃ ์ํ๊ณ๊ฐ ํ์ฑํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์์ปจ๋ ์ ์ ์๋ด์ ๋ง์น ๋ถ๋ถ๊ฐ ๋์ ํด๋ฆฌ๋์ผ๋ก ์๋ขฐ๋์ด ๋ฐฐ์ ์ ๋ณ ๊ฒ์ฌ๋ฅผ ์ง์๋ฐ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๋ค. ์ด๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ฒด ๊ฒ์ฌ ์์ฅ์ ์์๋ฅผ ์ฐฝ์ถํ๊ณ ์์ ์ธํฌ ์ ์ ์ ๊ฒ์ฌ ํคํธ ์ ์กฐ์ ๊ณผ ์ ๋ฐ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ ์ํํธ์จ์ด ์ฐ์ ์ ์ด์งํ๋ ๋๋ ฅ์ผ๋ก ์์ฉํ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋์๊ฐ ๊ตญ๊ฐ์ ์๋ฌด ๊ฒ์ฌ ์ ์ฑ ์ด ์์ฐฉํ๋ฉด ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ์ ๋ณ ์์ธก ์ํํธ์จ์ด ๊ฐ๋ฐ ๊ธฐ์ ์ ํต์ฌ ํ์ต ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ์ ๊ณตํ๋ ์ ์ํ ๊ตฌ์กฐ๋ ๋ง๋ค์ด์ง๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์ญ์ค๊ณ ๊ธฐ์ ๋ก ๊ตฌํํ ๋น์์ฐ์ ๋ถ์ ๊ฐ์, ํฌ๋ฆฌ์คํผ ์ ์ ์ ํธ์ง ํจ์จ ๋์ธ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ์ ์ ์ ๊ฐ์(CRISPR) ์์คํ ์ ๊ธฐ์์ ๋ฐํ ๋ฆฌ์๊ฐ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์นจ์ ์ ๋์ํ๋ ๋ฐฉ์ด ๊ธฐ์ ์ด๋ค. ์ง๊ธ๊น์ง๋ ์์ฐ๊ณ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ ์ ์ฒด์์ ์นด์ค9(Cas9)์ด๋ ์นด์ค12(Cas12) ๊ฐ์ ํต์ฐ๋ถํดํจ์๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํด ์ฐ๋ ์์ค์ ๊ทธ์ณค๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ฒ์ฐ ํจ์๋ค์ ์ธํฌ ์ ๋ฌ ํจ์จ์ด ๋ฎ๊ฑฐ๋ ํ์ ์ด ์๋ ๋ถ์๋ฅผ ์๋ฅด๋ ํ์ ์ดํ ํจ๊ณผ(off-target effect)๋ผ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ๋จ์ ์ด ์๋ค. ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ด์ ์์ ํด ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ ํ๋ ค ํ๋ฉด ๋ฏธ์ธํ ๋ณํ๋ก ํ์ฑ์ด ์์ ํ ์์ค๋๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์ฆ์๋ค. ๋ถ์ ๊ฐ์์ ์ ๊ตํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ ํ์ ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์์ผ๋ก๋ ์๋ก์ด ๋ง์ถคํ ํจ์ ์ค๊ณ์ ๋๋ฌํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ ๋ํผ ๋ค์ฐ๋๋(Jennifer Doudna) ๋ฏธ๊ตญ ์บ๋ฆฌํฌ๋์๋ ๋ฒํด๋ฆฌ์บ ํผ์ค(UC Berkeley) ๊ต์ํ์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์์ฐ๊ณ์ ์๋ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ์ค๊ณํ๋ ์ ๊ทผ๋ฒ์ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ด ํ์ ์ผ๋ก ์ผ์ ํต์ฐ๋ถํดํจ์ 'TnpB'๋ ๋ถ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์ ์ธํฌ ๋ด ์ ๋ฌ์ ์ ๋ฆฌํ๋ค. ์ด๋ค์ ๋จ๋ฐฑ์ง 3D ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ ๋๋ก ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด์ ์ญ์ถ์ ํ๋ AI ๋ชจ๋ธ 'ESM ์ญ์ ํ(ESM-IF1)'์ ๋ถ์ ๋๊ตฌ๋ก ์ฑํํ๋ค. ๊ธฐ๋ฅ ์ ์ง์ ํ์์ ์ธ ์งํ์ ์์ด ๋ณด์กด ์กฐ๊ฑด์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ํตํฉํ์ฌ ์ค๊ณ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๋ํญ ๋์ด์ฌ๋ฆฐ ์ ์ด๋ค. ์ค์ ์ค๊ณํ ์ฝ 2,000๊ฐ ํ๋ณด๊ตฐ ์ค ์ฝ 25%๊ฐ ํ์ฑ์ ๊ฐ์ถ ์ ์ ์ ๊ฐ์์์ ์คํ์ผ๋ก ํ์ธํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ด ํฉ์ฑํ ์ธ๊ณต ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ณ์ด์ฒด ๊ตฐ์ ๋ช ์นญ์ 'SynTnpB'๋ค. SynTnpB ๋ณ์ด์ฒด๋ค์ ์ธ๊ฐ๊ณผ ์๋ฌผ, ๋ฐํ ๋ฆฌ์ ์ธํฌ ๋ชจ๋์์ ์ผ์ํ ํจ์๋ฅผ ๋ฅ๊ฐํ๋ ์ ์ ์ ํธ์ง ์ฑ๋ฅ์ ๋ํ๋๋ค. ์ดํ ์ ์จ์ ์ํ๋ฏธ๊ฒฝ(cryo-EM)์ ๋์ํด ์ผ์ํ ์์ด๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ๊ฒฉ์ฐจ๊ฐ ๋งค์ฐ ํฐ ๊ณ ํ์ฑ ๋ณ์ด์ฒด์ 3D ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ ๋ฐ ๊ท๋ช ํ๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ ์ธ๊ณต ๊ฐ์๋ ์ฒ์ฐ ํจ์์๋ ์กด์ฌํ์ง ์๋ RNA-DNA ์ ํฉ๋ถ์ ์๋ก์ด ์์ ํ ๊ฒฐํฉ๋ง์ ๋ ์์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์ถํ๊ณ ์์๋ค. ๊ธฐ๋ฅ์ ์ต์ ํ๋ ๋น์์ฐ์ ๋ถ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ AI๊ฐ ์ค์ค๋ก ์ฐฝ์ถํ ์ ์์์ ์คํ ๊ตฌ์กฐ๋ก ์ฆ๋ช ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ์์ฉํ ๋จ๊ณ์์ ์ง๋ฉดํ ๊ณผ์ ๋ ํฐ ๋ถํผ์ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ์ธํฌ ์์ผ๋ก ์์ ํ๊ฒ ๋ฐฐ๋ฌํ ์ด๋ฐ์ฒด์ ๋ถ์ฌ์๋ค. ๊ฐ์ฅ ๋์ค์ ์ธ Cas9 ํจ์๋ ์ ์ ์ฒด ์์ฉ๋์ด ํ์ํ ์๋ฐ๋ ธ๋ถ์๋ฐ์ด๋ฌ์ค(AAV) ๋ฒกํฐ์ ํต์งธ๋ก ์ฃ๊ธฐ์ ๋๋ฌด ๊ฑฐ๋ํ๋ค. ์ด์ ๋์กฐ์ ์ผ๋ก SynTnpB๋ Cas9์ ์ ๋ฐ ์ดํ ํฌ๊ธฐ๋ก ์ถ์๋์ด ๋จ์ผ AAV ๋ฒกํฐ์ ์น๋ฃ์ฉ ์ ์ ์์ ํจ๊ป ์ค์ด ๋ณด๋ด๋ ์ผ์ด ์์ํด์ก๋ค. ์ ๋ฌ ์ฑ๋ฅ ์ ํ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ณ ํจ์จ์ฑ์ ๊ทน๋ํํ ์ ์ ํ ๋์์ด ๋ง๋ จ๋ ํํ๋ค. ๋ค๋ง ์ด ๊ธฐ์ ์ ์์์ ์ ์ฉํ๊ธฐ์ ์์ ๋ฉด์ญ์์ฑ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ํด๊ฒฐํด์ผ ํ๋ค. ์ธ์ฒด ๋ฉด์ญ๊ณ๊ฐ ์์ฐ๊ณ์ ์กด์ฌํ์ง ์๋ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด์ ์ด๋ฌผ์ง๋ก ์๋ณํด ๋ฉด์ญ ๊ณต๊ฒฉ์ ๊ฐํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์์กดํ๋ ํ์ด๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ๋น์ธ๊ฐ ์์ฅ๋ฅ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋๋ฌผ ์คํ์ ์ฐ๊ณํด ๋ ์ฑ ๊ฒ์ฆ๊ณผ ์ฒด๋ด ์์ ์ฑ์ ์ ์ฆํ๋ ๊ธด ๊ฒ์ฆ ๋จ๊ณ๊ฐ ํ์์ ์ผ๋ก ์๊ตฌ๋๋ค.
๐ก ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์คํ์ค ์์ค์ ๋จธ๋ฌผ๋ ๋ ์ ์ ์ ํธ์ง ๊ธฐ์ ์ ์์ ์ง์ ์๋๋ฅผ ์๋น๊ธธ ์ค์ง์ ์๋จ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ๋ํ์ ์ธ ์ ์ฉ ๋ถ์ผ๋ ์ ์ ์ฑ ๋ง๋ง ๋ณ์ฑ์ด๋ ํฌ๊ท ์ ๊ฒฝ๊ณ ์งํ ์น๋ฃ๋ค. ์ด ์งํ๋ค์ ๊ตญ์ ๋ถ์์ ํ์ ์ธํฌ์ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ์์ ํ๊ฒ ์ ๋ฌํ๋ ๋ฅ๋ ฅ์ด ์น๋ฃ ์ฑํจ๋ฅผ ๊ฐ๋ฅธ๋ค. ๊ธฐ์กด์๋ ๊ฑฐ๋ํ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ๋ ๊ฐ๋ก ์ชผ๊ฐ์ด ๊ฐ๊ฐ ์ ๋ฌํ ๋ค ์ธํฌ ์์์ ๊ฒฐํฉ์ํค๋ ๋ณต์กํ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ผ์ง๋ง, ์ด์ํ SynTnpB๋ฅผ ๋์ ํ๋ฉด ๋จ์ผ AAV ์ด๋ฐ์ฒด๋ง์ผ๋ก๋ ์ํ๋ ์ ์ ์ ๋ถ์๋ฅผ ์ ํํ ํ์ ํด ๊ต์ ํ ์ ์๋ค. ์ฐ์ ์ ์ธก๋ฉด์์๋ ๋ง์ถคํ ์ ์ ์ ๊ฐ์์ ๋๋ ์ค๊ณ ์์คํ ๊ตฌ์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ์ ์ฝ์ฌ๊ฐ ํน์ ์ง๋ณ ์ ์ ์๋ฅผ ์ ์ดํ๊ณ ์ ํ ๋, ์ต์ ์ ๊ฒฐํฉ ๊ตฌ์กฐ์ ์๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ถฉ์กฑํ๋ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด์ AI ๋ชจ๋ธ๋ก ์ฆ๊ฐ ๋์ถํด ๋ด๋ ์ฃผ๋ฌธํ ์ค๊ณ ์๋น์ค ์ฌ์ ํ๋ ๋ฐ๋ผ๋ณผ ์ ์๋ค. ์๋ ์ ๋ฌํ๋ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง ๋ฐ๊ตด ๊ธฐ๊ฐ์ ๋จ ๋ช ๊ฐ์ ๋จ์๋ก ์์ถํ๋ ์ ๊ธฐ์ ์ธ ์ฐ๊ตฌ ๊ฐ๋ฐ ํ๊ฒฝ์ด ์กฐ์ฑ๋ ์ ๋ง์ด๋ค.
Molecular cancer๐ค AI ์์ฝ์์ธํฌ์ ์ ๋ฐ ์์กด ์ ๋ต ํด๋ ... RNA ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ์ด ์ด๋๋ ๋ฉด์ญ ํํผ์ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ ๊ธฐ์
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ ์ ์ ๋ฐํ ๋๋จธ์ ์ ์๋ฌผํ๊ณผ ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ ์ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ค๋ ๊ธฐ๊ฐ DNA ๋์ฐ๋ณ์ด์ ๊ฒ๋ ๋ถ์์ ์ฑ์ ์ง์คํด ์๋ค. ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฃผ์ ์ ์ ์ ์๊ฐ ๋ค์ ๋ฐํ์ก์ผ๋, ๋์ผํ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ์ง๋ ํ์ ์ฌ์ด์์๋ ์น๋ฃ ๋ฐ์๊ณผ ๋ฉด์ญ ํํผ ์์์ด ํฌ๊ฒ ๋ฌ๋ผ์ง๋ ํ๊ณ๊ฐ ์กด์ฌํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋จ์๋ฅผ ํ ์ด์ ๋ก ์์ด ๋ณํ ์์ด RNA ๋ ๋ฒจ์์ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ ๋ฏธ์ธ ์กฐ์ ํ๋ ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ(Epitranscriptomics)์ด ๋ถ๊ฐ๋ฐ๊ณ ์๋ค. ์ ์ฌ ์ดํ RNA์ ๊ฐํด์ง๋ ํํ์ ์์์ ์ธํฌ ๋ด ์ ์ฌ์ฒด์ ์์ ์ฑ๊ณผ ๋ฒ์ญ ํจ์จ, 2์ฐจ ๊ตฌ์กฐ ํ์ฑ์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ํต์ ํ๋ค. ๊ทธ๋์ ๋ถ์์๋ฌผํ๊ณ์์๋ ๊ฐ๋ณ RNA ๋ณํ์ ๊ธฐ์ ์ ์ผ๋ก ๋จํธ ์ง๋ํํ๋ ๋ฐ ์ง์คํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ ์ข ์ ๋ด๋ถ์ ๋ณต์กํ ๋ฉด์ญ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ๊ณผ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ์ฑ ๊ฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ฐ๊ฒฐ ๊ณ ๋ฆฌ๋ฅผ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ๋ฆฝํ ํตํฉ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ถ์กฑํ๋ค. ์์ธํฌ๊ฐ ์์กด์ ์ํด ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ์ด๋ป๊ฒ ์ฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๋์ง ๋ฐํ๋ ์์ ์ด ์๊ธํ ๊ณผ์ ๋ก ๋ ์ฌ๋๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ: 6์ข RNA ์์ ๋คํธ์ํฌ์ ์ข ์ ๋ฉด์ญ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ์ํธ์์ฉ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์ง์ N6-๋ฉํธ์๋ฐ๋ ธ์ (N6-methyladenosine, m6A), N1-๋ฉํธ์๋ฐ๋ ธ์ (N1-methyladenosine, m1A), 5-๋ฉํธ์ํ ์ (5-methylcytosine, m5C), 7-๋ฉํธ๊ตฌ์๋ ธ์ (7-methylguanosine, m7G), ์๋์ ๋ฆฌ๋(Pseudouridine, ฮจ), ์๋ฐ๋ ธ์ -์ด๋ ธ์ ํธ์ง(Adenosine-to-Inosine editing, A-to-I editing) ๋ฑ ์ฃผ์ 6์ข RNA ๋ณํ์ ํตํฉ ์กฐ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ฌ์ธต ๋ถ์ํ๋ค. RNA ๋ณํ์ ์ผ์ผํค๋ ์์ฑ์(Writers), ๋ณํ์ ์ธ์ํ๋ ํด๋ ์(Readers), ๋ณํ์ ์ ๊ฑฐํ๋ ์ง์ฐ๊ฐ(Erasers) ํจ์๊ตฐ์ด ์ ์ฌ์ฒด ์์ ์ฑ๊ณผ ๋ฒ์ญ ํจ์จ์ฑ์ ์กฐ์ํจ์ผ๋ก์จ ์กฐ์ง ํน์ด์ ์ข ์ ์งํ๋ฅผ ์ ๋ํจ์ ์ ์ฆํ๋ค. ํนํ ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ ์กฐ์ ์ธ์๋ค์ด ์ข ์ ๋ฉด์ญ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ(Tumor Immune Microenvironment, TIME)๊ณผ ๊ต์ฐจ ์์ฉํ๋ ์ง์ ์ด ๋ช ํํ ํ์ธ๋๋ค. ์์ธํฌ๋ m6A์ m5C ์์ ์์ค์ ์ ๋ฐ ์กฐ์ ํด ์ฃผ์กฐ์ง ์ ํฉ์ฑ ๋ณตํฉ์ฒด(Major Histocompatibility Complex, MHC) ๊ธฐ๋ฐ ํญ์ ์ ์ ๊ณผ์ ์ ์ฐจ๋จํ๋ค. ๋์์ PD-L1 ๋ฑ ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ ๋ถ์์ mRNA ์์ ์ฑ์ ์ฆ๋์์ผ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ์ ๊ณต๊ฒฉ์ ํผํ๋ ๋ฉด์ญ ํํผ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ฐ๋ํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ๋์๊ฐ ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ ์ฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ด ์น๋ฃ์ ์ ํญ์ฑ์ ๊ฒฐ์ ์ง๋ ํต์ฌ ๋ณ์๋ก ์๋ํ๋ค. ํํ์๋ฒ์ ์ ๋ฐฉ์ฌ์ ์น๋ฃ์ ๋ ธ์ถ๋ ์์ธํฌ๋ A-to-I ํธ์ง ํจ์๋ ฮจ ํฉ์ฑ ํจ์๋ฅผ ํ์ฑํํด DNA ์์ ๋ณต๊ตฌ ๊ด๋ จ ์ ์ฌ์ฒด์ ๋ฒ์ญ์ ํฌ๊ฒ ์ด์ง์์ผฐ๋ค. ์ด๋ ํ์ ํญ์์ ๋ฐ ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ์ต์ ์ (Immune Checkpoint Inhibitors, ICI) ์ ํญ์ฑ ํ๋์ผ๋ก ์ด์ด์ ธ ๊ธฐ์กด ํญ์ ์น๋ฃ ํจ๋ฅ์ ๋จ์ด๋จ๋ฆฌ๋ ์ฃผ์ ์์ธ์ผ๋ก ์ง๋ชฉ๋๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง: RNA ๋ณํ ํจ์ ํ์ ํญ์์ ๊ฐ๋ฐ๊ณผ ์ ๋ฐ์ํ์ ํ์ฅ ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จ์ํ RNA ๋ณํ ๊ด์ฐฐ์ ๋์ด ๋ถ์ ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ ํ์์ ์ ์๋ฌผํ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ํ๋ ์์ํฌ๋ก ํ์ฅํ๋ค. m6A ์ง์ฐ๊ฐ ํจ์์ธ FTO๋ ALKBH5, ๋๋ m6A ์์ฑ์ METTL3/METTL14 ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํ์ ํ๋ ์๋ถ์ ํํฉ๋ฌผ ์น๋ฃ์ ๊ฐ ์ฐจ์ธ๋ ํญ์ ์ ๋ต์ผ๋ก ๋ถ์ํ ์ฌ์ง๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๋ฅผ ํ์ฉํ๋ฉด ํ์๋ณ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ์ฑ ๋ฐ ๋ฉด์ญ์น๋ฃ ๋ฐ์๋ฅ ์ ์ฌ์ ์ ์์ธกํ๋ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์ ๋ฆฝ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ๋ค๋ง ์์ ์ ์ฉ์ ์ํ ํ์ค์ ๊ณผ์ ๋ ๋จ์์๋ค. ์ ์ ์ธํฌ์ ์์ธํฌ ์ฌ์ด์ RNA ์์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋งค์ฐ ๋ฏธ์ธํ์ฌ, ์ ๋ฐํ ์ ๋ฌ์ฒด ๊ธฐ์ ์์ด๋ ์ ์ ๋ถ์์ฉ์ด ์ ๋ฐ๋ ์ ์๋ค. ํ์ ์ข ์ ๋ด ์ธํฌ ๊ฐ ์ํผํธ๋์คํฌ๋ฆฝํฐ ์ด์ง์ฑ(Heterogeneity)์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์์ค์์ ์ค์๊ฐ ์ธก์ ํ๋ ๊ฒ์ฌ ํ๋ซํผ ๊ฐ๋ฐ์ด ๋ณํ๋์ด์ผ ํญ์ ์น๋ฃ์ ์์ฑ๋๋ฅผ ๋์ด์ฌ๋ฆด ์ ์๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ง๋จ ๋ฐ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ์ฐ์ ์ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์ธ ๊ฐ์ง ์ ์ฉ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ์ฒซ์งธ, ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ์ต์ ์ ๋๋ฐ์ง๋จ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค์ ๊ฐ๋ฐ์ด๋ค. ํ์์ ์ ์กฐ์ง์ด๋ ์ก์ฒด ์๊ฒ ์๋ฃ์์ m6A ๋ฐ m5C ์์ ํจํด์ ์ธก์ ํจ์ผ๋ก์จ PD-1/PD-L1 ์ต์ ์ ๋ฐ์์ฑ์ ๋์ ์ ํ๋๋ก ๋ถ๋ฅํ ์ ์๋ค. ๋์งธ, ํ์ ํญ์์ ์ ํญ์ฑ์ ๊ทน๋ณตํ ์ ์ฝ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๋ฐ๊ตด์ด๋ค. ๊ธฐ์กด ํญ์์ ํฌ์ฌ ์ ํ์ฑํ๋๋ RNA ํธ์ง ํจ์(ADAR1 ๋ฑ)๋ฅผ ์ต์ ํ๋ ์ฐจ์ธ๋ ํฉ์ฑ์น๋ฃ์ ๋ฅผ ๋ณ์ฉ ํฌ์ฌํด ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ ๊ทน๋ณต์ ๋๋ชจํ๋ค. ์ ์งธ, mRNA ๋ฐฑ์ ๋ฐ ์น๋ฃ์ ํ๋ซํผ์ ๊ณ ๋ํ๋ค. ์๋์ ๋ฆฌ๋ ์์ ๊ธฐ์ ์ ์ ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ์ ์ ๋ชฉํ๋ฉด ์์ฒด ๋ด RNA ์์ ์ฑ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋์์ ๋ถํ์ํ ์ ์ฒ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ค์ฌ ํญ์ ๋ฐฑ์ ์ ์น๋ฃ ํจ๋ฅ์ ํฅ์์ํฌ ์ ์๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝAI ์ญ๋จ๋ฐฑ์ง ์ ํ์ผ๋ก ์ค๊ณํ ํฉ์ฑ ํฌ๋ฆฌ์คํผ, ์์ด 30% ๋ฐ๊ฟ ์ ์ ์ ํธ์ง ํจ์จ ๊ทน๋ํ
๋ฐฐ๊ฒฝ ์์ฐ์ด ์์ต ๋ ์ ๊ฑธ์ณ ์งํ์ํจ ์ ์ ์ ํธ์ง ๋๊ตฌ์ ํ๊ณ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๋์ ์๋ช ๊ณตํ ํ์ฅ์์ ํฌ๋ฆฌ์คํผ(CRISPR)-Cas9 ์์คํ ์ ์ธํฌ ๋ด ํน์ DNA๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ๋จํ๊ณ ๊ต์ ํ๋ ๋ํ์ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ก ์๋ฆฌ ์ก์๋ค. ํ์ง๋ง ์์ฐ๊ณ Cas ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์น๋ฃ์ ๋ ์ฐ๊ตฌ ๋๊ตฌ๋ก ๊ทธ๋๋ก ํ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์์๋ ํ์ค์ ์ ์ฝ์ด ๋ฐ๋ฅธ๋ค. ๋ถ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ปค์ ์ฒด๋ด ์ ๋ฌ์ฒด์ธ ์๋ฐ๋ ธ์ฐ๊ด๋ฐ์ด๋ฌ์ค(AAV)์ ํ์ฌํ๊ธฐ ์ด๋ ต๊ฑฐ๋, ํ์ ์ธ ์ ๋จ(off-target cut)์ผ๋ก ๋ถ์์ฉ์ ์ผ์ผํฌ ์ ์๋ ๊น๋ญ์ด๋ค. ๊ทธ๋์ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ์์ฐ ์ํ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ๋ฏธ์ธํ๊ฒ ๋ณํํด ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ ํ๋ ค ์๋ํ๋ค. ๊ธฐ์กด ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณตํ ๊ธฐ๋ฒ์ ์์ฐํ ์์ด์์ 1~2% ์ํ์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ(amino acid)๋ง ๊ต์ฒดํ๋ ์์ด ๋ณํ ์์ค์ ๋จธ๋ฌผ๋ ๋ค. ๊ณผ๋ํ ์์ด ๋ณ๊ฒฝ์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ 3์ฐจ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ฌด๋๋จ๋ ค ์ ์ฒด์ ์ด๋งค ํ์ฑ์ ์์ ํ ์๊ฒ ๋ง๋ค ์ํ์ด ์ปธ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ํฌ๋ฆฌ์คํผ ๊ธฐ์ ์ ์์ฐ์ด ์ ์ฌํ ์ ์ ์ ์์์ ๋ฒ์ ์์์๋ง ๋๋ฆฌ๊ฒ ๊ฐ์ ๋๋ ํ๊ณ์ ๋ถ๋ชํ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๊ธฐ๋ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ฌ์ค๊ณ๋ก ํ์ํ SynTnpB ๋ฏธ๊ตญ ๋ฒํด๋ฆฌ ์นผ๋ฆฌํฌ๋์๋(UC Berkeley) ์ ๋ํผ ๋ค์ฐ๋๋(Jennifer Doudna) ๊ต์ ์ฐ๊ตฌํ์ ์์ฑํ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๊ธฐ์ ์ ๋์ ํด ์ด ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์ํ๋ 3์ฐจ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ์ด์ ๋ถํฉํ๋ ์ต์ ์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด์ ์ญ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํด ๋ด๋ ์ญ๋จ๋ฐฑ์ง ์ ํ(inverse protein-folding) AI ๋ชจ๋ธ์ ํ์ฉํ๋ค. ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์ ํ์ ์ Cas12 ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์งํ์ ์ ๊ตฌ์ฒด์ด์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๋งค์ฐ ์์ RNA ๊ฐ์ด๋ ์ ๋จ ํจ์์ธ TnpB์๋ค. AI ๋ชจ๋ธ์ ์์ฐ๊ณ TnpB์ ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์์ ํ ์๋ก์ด ์์ด์ ์ง๋ ํฉ์ฑ ๋ณ์ด์ฒด(SynTnpBs)๋ฅผ ๋๋ ์ค๊ณํ๋ค. ๋๋๊ฒ๋ AI๊ฐ ์ค๊ณํ ํฉ์ฑ ํจ์๋ ์์ฐ ์ํ TnpB์ ๋น๊ตํ์ ๋ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด์ด ์ต๋ 30%๋ ๋ฌ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์์ฑ๋ ํฉ์ฑ ํจ์๋ฅผ ์ธ๊ท ๊ณผ ์๋ฌผ, ์ธ๊ฐ ์ธํฌ์ฃผ์ ์ ์ฉํด ์ค์ง์ ์ธ ์ ์ ์ ํธ์ง ๋ฅ๋ ฅ์ ๊ฒ์ฆํ๋ค. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ SynTnpB๋ ์์ฐํ TnpB๋ณด๋ค ๋์ ์ ๋จ ํจ์จ์ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, ํ์ DNA ์์ด์ ์ ํํ ์ธ์ํ๋ ์ ๋ฐ์ฑ๋ ์ฐ์ํ๋ค. ๊ธฐ์กด ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ณตํ์ 1~2% ๋ณํ ํ๊ณ๋ฅผ ๋์ด์ ๊ฒ์ ๋ฌผ๋ก , ์ธ๊ณต์ ์ผ๋ก ์ฌ์ค๊ณํ ๋๊ท๋ชจ ์์ด ๋ณํ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด ์์ฒด ๋ด์์ ํจ์ฌ ๋ฐ์ด๋ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ฐํํจ์ ์ ์ฆํ ์ฑ๊ณผ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์๋ช ๊ณตํ๊ณผ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ์ ์๋ก์ด ์ด์ ํ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ ๊ฐ์ ๊ธฐ์ ์ ์ค์ฌ์ถ์ด ์์ฐ๋ฌผ ๋ฐ๊ตด์์ AI ๋ง์ถคํ ์ค๊ณ๋ก ์ ํ๋์์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์ผ๋ฉด์๋ ์ ๋ฐ๋๊ฐ ๋์ ํฉ์ฑ TnpB๋ AAV ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฒกํฐ ํ์ฌ๊ฐ ์ฉ์ดํ๋ค. ์ด๋ ๋์น์ฑ ์ ์ ์งํ ์น๋ฃ์ ๋ฅผ ์ฒด๋ด๋ก ์ ๋ฌํ ๋ ๋ฐ์ํ๋ ์ฉ๋ ํ๊ณ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๋ ๋ฐ ์ง๊ฒฐ๋๋ค. ๋ค๋ง ์ค์ ์น๋ฃ์ ๋ก ์์ฉํํ๊ธฐ๊น์ง๋ ๋์ด์ผ ํ ๊ณผ์ ๊ฐ ๋จ์์๋ค. AI๊ฐ ์์ฑํ ๋น์์ฐ์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์์ด์ด ์ธ์ฒด ๋ฉด์ญ๊ณ์ ํฌ์ฌ๋์ ๋ ๋ฉด์ญ์์ฑ ๋ฐ์์ ์ผ์ผํฌ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ฉด๋ฐํ ํ๊ฐํด์ผ ํ๋ค. ๋ํ ๋ค์ํ ์กฐ์ง๊ณผ ์์ฒด ํ๊ฒฝ์์ ์ฅ๊ธฐ์ ์ธ ์์ ์ฑ์ ํ๋ณดํ๋ ํ์ ์์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์์ ์ด๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ํฅํ AI ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ์ ํด ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ต์ํํ๋ ๋์์ ํธ์ง ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๋ ๋์ธ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ ๊ณํ์ด๋ค.
๐ก AI๊ฐ ์ค๊ณํ ์ํ ์ ์ ์ ๊ฐ์ SynTnpB๋ ๋ฐ์ด์ค ์์ฝํ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ๊ณผ ์ ์ ์ ๊ต์ ์๋ฌผ ์ ์ ๋ถ์ผ์ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์๋ฃจ์ ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ธฐ์กด Cas9 ํจ์๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ํฌ๊ธฐ๊ฐ 4,000๊ฐ ์ด์์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ผ AAV์ ํ์ฌํ ๋ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ฉ ๋ฌผ์ง๊ณผ ํจ๊ป ๋ฃ๊ธฐ ๊น๋ค๋ก์ ๋ค. ๋ฐ๋ฉด SynTnpB๋ ๋ถ์๋์ด ํ์ ํ ๋ฎ์ ํ๋์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ ๋ฌ์ฒด์ ์ ์ ์ ๊ฐ์์ ํ์ ๊ฐ์ด๋ RNA, ์น๋ฃ์ฉ ์ ์ ์ ์กฐ๊ฐ์ ๋์์ ํ์ฌํ ์ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ํน์ฑ์ ๋ง๋ง ๋ณ์ฑ, ๊ทผ์์ถ์ฆ ๋ฑ ์์ฒด ๋ด(in vivo) ์ ์ ์ ์ ๋ฌ์ด ํ์์ ์ธ ๋์น์ฑ ์งํ์ ์น๋ฃ ํจ์จ์ ๋ํญ ๊ฐ์ ํ๋ค. ์๋ฌผ ์๋ช ๊ณตํ ๋ถ์ผ์์๋ ์ํ๋ ๋์ ์ ํ์ง์ ์ ๋ํ ๋ ํ์ ์ธ ๋ณ์ด๋ฅผ ์ต์ํํ์ฌ ํ์ข ๊ฐ๋ ๊ธฐ๊ฐ์ ๋ํญ ๋จ์ถํ ์ ์๋ค. ์์ฐ๊ณ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋์ด์๋ ๋ง์ถคํ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ค๊ณ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฐ์ด์ค ๋ถ์ผ์ ํต์ฌ ํ๋ซํผ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ์ ๋ง์ด๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝํ์ฐ๊ด๊ณ ์ฝํ ํผํฉ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ์ ๊ตญ์ ์กฐ์๊ณํต ๋ณ์ด ๊ฐ์ง ๋ฏผ๊ฐ๋ ๋์ธ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฐ
๋ฐฐ๊ฒฝ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ ๊ตฌ์ถ๊ณผ ๋ง๋ฌผ๋ ค ์ ์ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ด์ฑ ๋ถ์(Genome-Wide Association Study, GWAS)์ ์งํ ์ฐ๊ด ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ๋ ํต์ฌ ๋๊ตฌ๋ก ์๋ฆฌ ์ก์๋ค. ํ์ง๋ง ๊ธฐ์กด GWAS ์ฐ๊ตฌ ๋๋ค์๋ ์ ๋ฝ๊ณ ๋จ์ผ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ ๋ฐ์ดํฐ์ ์น์ฐ์ณ์ง ํ๊ณ๋ฅผ ์ง๋ ๋ค. ์ํ๋ฆฌ์นด๋ ํ์คํจ๋๊ณ์ฒ๋ผ ๋ค์ํ ์ธ์ข ์ ๋๊ฐ ์์ธ ํผํฉ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ(admixed population) ๋ถ์ ์์๋ ์ธ๊ตฌ ๊ตฌ์กฐ ํธํฅ์ผ๋ก ์๋ง์ ์์์ฑ(false positive) ์ ํธ๊ฐ ์ผ์ด๋๋ ํ์ด๋ค. ์ด ๊ฐ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋๊ณ ์ 2021๋ ๊ตญ์ ์กฐ์๊ณํต ๋ถ์(Local Ancestry Inference)์ ๋์ ํ ํต๊ณ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ 'ํธ๋ํฐ(Tractor)'๊ฐ ๊ณต๊ฐ๋๋ค. ํธ๋ํฐ๋ ์ผ์์ฒด ์ธ๋ถ ์์ญ๋ณ ์กฐ์ ์ ๋๋ฅผ ๋ถ๋ฅํด ์กฐ์๊ณํต ํน์ด์ ๋ณ์ด์ ์ํฅ๋ ฅ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ถ์ ํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ๋ค. ํ์ง๋ง ๊ธฐ์กด ํธ๋ํฐ ๋ชจ๋ธ์ ๋ถ์ ๋์ ์ฌ์ด์ ํ์ฐ๊ด๊ณ๊ฐ ์ ํ ์๋ค๋ ๊ฐ์ ์ ์ ์ ๋ก ์๋ํ๋ค. ๋ฉ์์ฝ์ํฐ ์ ํฅ์ ์ฐ๊ตฌ ์ฝํธํธ๋ ์๊ตญ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ(UK Biobank) ๋ฑ ํ๋ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ์๋ ์น์กฑ ๊ด๊ณ๊ฐ ํฌํจ๋ ์ํ์ด ๋ค์ ์กด์ฌํ๋ค. ํ์ฐ๊ด๊ณ ๊ฐ์ฒด๋ฅผ ์์๋ก ์ ์ธํ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ์์ค์ด ํฌ๊ณ ๊ฒ์ถ๋ ฅ์ด ๋จ์ด์ง๋ฉฐ, ๊ทธ๋๋ก ํฌํจ์ํค๋ฉด ํต๊ณ์ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ ๋๋ ๋ง๊ฐ ์ง์๋ผ ์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ๋ฏธ๊ตญ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ณต์กํ ํ์ฐ๊ด๊ณ์ ์ธ์ข ์ ํผ์ฌ๊ฐ ๋์์ ์กด์ฌํ๋ ์ง๋จ์์๋ ์ ๋ฐํ ๋ถ์์ ์ํํ๋ ์ ๊ท ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ 'ํธ๋ํฐ-๋ฏน์ค(Tractor-Mix)'๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ ์ฑ๊ณผ๋ ๊ตญ์ ํ์ ์ง ๋ค์ด์ฒ ์ ์ ํ(Nature Genetics) ์ต์ ํธ์ ์ค๋ ธ๋ค. ํธ๋ํฐ-๋ฏน์ค๋ ์ ํ ํผํฉ ๋ชจ๋ธ(Linear Mixed Model, LMM)๊ณผ ๊ตญ์ ์กฐ์๊ณํต ํด๋ ๊ธฐ๋ฒ์ ํตํฉํ ํ๋ ์์ํฌ๋ค. ์ํ ๊ฐ ์ ์ ์ ํ์ฐ ์ ๋๋ฅผ ์ง์ํํ ์ ์ ์ ์น์ฐ๊ด๊ณ ํ๋ ฌ(Genetic Relationship Matrix, GRM)์ ์ํ์ ๋ชจ๋ธ ๋ด๋ถ๋ก ๋ค์ฌ์ ๊ฐ์กฑ ๊ด๊ณ์์ ๋ฐ์ํ๋ ํต๊ณ์ ํธํฅ์ ๊น๋ํ๊ฒ ์ฐ์ถยท๋ณด์ ํ๋ค. ๋์์ ๊ฐ ์ผ์์ฒด ์กฐ๊ฐ์ ์กฐ์ ์ ๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ณ๋ ฌ ์ถ์ ํ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ด ๋ฉ์์ฝ์ํฐ ์ฝํธํธ์ ์๊ตญ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํด ๊ฐ์ค์ ๊ฒ์ฆํ ๊ฒฐ๊ณผ, ํธ๋ํฐ-๋ฏน์ค๋ ์์์ฑ ๋ฐ์๋ฅ ์ ์์ ์ ์ผ๋ก ํต์ ํ๋ค. ํ์ฐ๊ด๊ณ ์ํ์ ํ๋ฝ์ํค์ง ์๊ณ ๋ ํน์ ์กฐ์๊ณํต์ ๋์ถ๋ ๋ณ์ด ๊ฒ์ถ๋ ฅ์ ๊ธฐ์กด ๋๋น ๋๋ ทํ๊ฒ ๋์๋ค. ํนํ ๋น์ ๋ฝ๊ณ ํผํฉ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ์์ ํฌ๊ท ์งํ ๊ด๋ จ ๋ณ์ด์ ํจ๊ณผ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์ ์ ์ ์น์ฒ ๋ฐ์ดํฐ ์์ค ์์ด ์ ๋ฐํ๊ฒ ๊ณ๋ํด ๋๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ๋ฝ๊ณ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์๊ณก๋ผ ์๋ ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ตฌ ์งํ์ ๋ค์ธ์ข ์ธ๊ตฌ์ง๋จ์ผ๋ก ํ์ฅํ๋ ๋ฐํ์ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ํ์ฐ๊ด๊ณ๊ฐ ๋ณต์กํ๊ฒ ์ฝํ ๋จ๋ฏธ๋ ์ํ๋ฆฌ์นด๊ณ ์ฝํธํธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฒ๋ฆฌ์ง ์๊ณ ์์ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ์จ์ ํ ํ์ฉํ ์ ์๋ ํต๊ณ์ ๊ธฐ๋ฐ์ด ์์ฑ๋ ์ ์ด๋ค. ํฅํ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ฐ์ฐ ์๋๋ฅผ ๊ฐ์ ํ๋ ํ์ ์์ ์ ์งํํ ๊ณํ์ด๋ค. ๊ตญ์ ์กฐ์๊ณํต ๋ถ๋ฅ์ ๋๊ท๋ชจ ์น์ฐ๊ด๊ณ ํ๋ ฌ ๊ณ์ฐ์ด ๋์ ์งํ๋๋ ํน์ฑ์ ์์ญ๋ง ๋ช ๊ท๋ชจ ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ์ ์ฐ์ฐ ๋ถ๋ด์ด ๊ฐ์ค๋๋ ๊น๋ญ์ด๋ค. ํด๋ผ์ฐ๋ ๊ธฐ๋ฐ ๋ถ์ฐ ์ฐ์ฐ ์์คํ ์ ๋ชฉ์ผ๋ก ์ฐ์ฐ ํจ์จ์ ๋์ด๋ ์กฐ์ฒ๊ฐ ์ฃผ์ ๊ณผ์ ๋ก ๊ผฝํ๋ค.
๐ก ํธ๋ํฐ-๋ฏน์ค์ ๋์ ์ ๋ค์ธ์ข ๋ง์ถคํ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๋ฐ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ํ์ฅ์ ์ง์ ์ ์ธ ๋ณํ๋ฅผ ๋ถ๋ฌ์ฌ ์ ๋ง์ด๋ค. ์ง๊ธ๊น์ง ์ ์ฝ์ฌ๋ ์ฐ๊ตฌ๊ธฐ๊ด์ ์์ฝํ ๋ฐ์์ฑ ๋ฐ ์งํ ์ํ๋์ ์ฐ๊ด๋ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ ๋ ์ ๋ฝ๊ณ ์ง๋จ ๋ฐ์ดํฐ์ ์์กดํด ์๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ๋ค์ธ์ข ํ์ ๋์์ ํ๊น ๋ฐ๊ตด์ด๋ ๋ค์ค์ ์ ์ํ์ ์(Polygenic Risk Score, PRS) ๊ณ์ฐ ์ ์ ํ๋๊ฐ ๋จ์ด์ง๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋น๋ฒํ๋ค. ์์ผ๋ก๋ ๋ฉ์์ฝ, ์ํ๋ฆฌ์นด, ์์์ ๋ฑ ์ ์ ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ๊ณผ ํ์ฐ๊ด๊ณ๊ฐ ๋ค์ฑ๋ก์ด ๊ธ๋ก๋ฒ ์ธ๊ตฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ๋ณด์ ์์ค ์์ด ๋ถ์ํ ์ ์๊ฒ ๋๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ํน์ ์ธ์ข ์ด๋ ํผํฉ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ์ ํนํ๋ ์งํ ์์ธ ๋ณ์ด ๋ฐ๊ตด์ด ๊ฐ์ํ๋๋ฉฐ, ๊ธ๋ก๋ฒ ์์์ํ ๋์์ ์ ๋ณ ๋ฐ ํ์ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ์ ํฌ์ฌ ์ ๋ต ์๋ฆฝ์ ์ค์ง์ ์ด์ ์ ์ ๊ณตํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝAI๊ฐ ์ฐพ์๋ธ ๊ฒฐํฉ ํ๋ฅ ๋ก ์ ์ ์ ํธ์ง ์ค์ฐจ ๊ทน๋ณต, ํ์ ์ดํ ๋ง๋ ์ค๊ณ ๋ชจ๋ธ ๋ฑ์ฅ
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ํต์ฌ ๊ธฐ์ ์ธ ํฌ๋ฆฌ์คํผ(CRISPR) ์ ์ ์ ๊ฐ์์ ์ผ๊ธฐ๊ต์ ๊ธฐ๋ ํฌ๊ท ์ ์ ์งํ์ด๋ ์ ์ ์ฑ ๋์น๋ณ์ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก ๊ทน๋ณตํ ์ธ๋ฅ์ ๋ฌด๊ธฐ๋ก ํ๊ฐ๋ฐ๋๋ค. ํ์ง๋ง ์ด ์น๋ฃ์ ๋ค์ด ํ์์ ์ฒด๋ด์์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์์ฉํ ๋ ํ์ ์ด์ธ์ ์ ์ ์์ด์ ๋ฌด์์๋ก ํธ์งํด ๋ฒ๋ฆฌ๋ ํ์ ์ดํ(Off-target) ๋ถ์์ฉ์ ๋ ์์ ์ฑ์ ๋ฐ๋ชฉ์ ์ก์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ๊ณ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ 3์ฐจ์ ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ ๋ฐ ๋ถ์ํ์ฌ ์ด ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ง์ผ๋ ค ๋ ธ๋ ฅํ๋ค. ์ฃผ๋ก ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ ๊ฐ์ด๋ RNA(gRNA) ํน์ DNA๊ฐ ๋ง๋๋ ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด์ ์ ํ๋ฅผ ์กฐ์ ํด ๋นํน์ด์ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ ์ค์ด๋ ์ค๊ณ๊ฐ ์ฃผ๋ฅผ ์ด๋ฃจ์๋ค. ๊ทธ๋ ์ง๋ง ์ด ๋ฐฉ์์ ํ์ ์์ด์ ์๋๋๋ก ์ฐพ์๊ฐ๋ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ๊ณผ ํธ์ง ํ์ฑ๊น์ง ๋์์ ๋จ์ด๋จ๋ฆฌ๋ ์ ์ํ์ ์ ๋ฐํ๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ ๋จ ํ ๊ฐ์ ์ผ๊ธฐ ๋ฏธ์ค๋งค์น๋ก ๋ฐ์ํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฏธ์ธํ ๋นํ๋ฆผ์ ์ ์ ์ธ ๊ตฌ์กฐ ์ง๋๋ง์ผ๋ก๋ ์ ๋๋ก ์ค๋ช ํด ๋ผ ์ ์์๋ค. ์ ์ ์ฒด์ ํ์ ์ธ์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ๋ถ์ ์์ค์ ๋์ ์ ์ด ์ ๋ณด๋ก ์ ๋ ๋ถ์ํ ์๋ก์ด ๊ณ์ฐ ์๋ฌผํ ๊ธฐ๋ฒ์ด ์ ์คํ๋ ๊น๋ญ์ด๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ค๊ตญ ๋ถ๊ฒฝ๋ํ๊ต์ ํ๋์ฌ๋ฒ๋ํ๊ต ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ ์์ธก ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI)์ธ ์ํํด๋3(AlphaFold3)์ ๊ฐ๋ ฅํ ์ฐ์ฐ ๋ฅ๋ ฅ์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ผ์, ์ ์ ์ ํธ์ง ๋๊ตฌ์ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ์์ฝ๊ฒ ๋์ฌ์ฃผ๋ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์ค๊ณ ๋ถ์ ํ๋ ์์ํฌ ์ฝํํธ์ํฌ(ContactSeek)๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ํํด๋3๊ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ณตํฉ์ฒด ๋ด๋ถ์ ๋ค์ํ ํต์ฐ ๊ฒฐํฉ ํํ๋ฅผ ๋ชจ์ฌํ๋ ๊ณผ์ ์์ ์ถ๋ ฅํด ๋ด๋ ํต์ฌ ์ธ์์ธ ์ ์ด ํ๋ฅ (Contact Probability, CP) ๋ฐ์ดํฐ์ ์ง์ ์ฃผ๋ชฉํ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ก๋ค. CP๋ ๋ ๊ฐ์ ๊ตฌ์ฑ ์๊ธฐ์ธ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ๊ณผ ๋ดํด๋ ์คํ์ด๋๊ฐ ๋ถ์ ๊ณต๊ฐ ์์์ ์๋ก ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋ง๋ฟ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์์น๋ก ๊ณ๋ํํ ์ ๋ณด๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ด ์์น๋ ํ์ ๋ถ์(On-target)์ ๋ฏธ์ธํ ์์ด ์ฐจ์ด๋ง ์กด์ฌํ๋ ํ์ ์ดํ ๋ถ์ ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ ํน์ด์ฑ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋๋ผ์ธ ์ ๋๋ก ์๋ฏผํ๊ฒ ํ๋ณํด ๋๋ค. ์ด ๊ตฌ์กฐ ๊ณ์ฐ ๋ฅ๋ ฅ์ ํ์ค ์คํ์ ๋์ ํ๊ณ ์ ์ฐ๊ตฌํ์ ๋ฅ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ์ด ์ ๋ณด ์์ธก ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ค์ ์คํํ๊ฒ ๊ฒ์ถ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ์ธ dI-profiling์ ์คํ๊ฐ๊ณผ ์ตํฉํ๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์ ๊ฑฐ์ณ ํธ์ง ๋๊ตฌ์ ๋นํน์ด์ ๊ฒฐํฉ์ ์ต์ข ๊ฒฐ์ ์ง๋ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์ง๋จ์ ๋์ถํ ๋ค, ์ด๋ฅผ ํฉ์ ์ ์ด ์์ญ(Consensus Contact Regions, CCRs)์ผ๋ก ๋ช ๋ช ํ๋ค. CCRs๋ ์ ์ ์ ๊ฐ์์ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ์ ์ดํ๋ ์ผ์ข ์ ๊ฐ๋ณ ์ ํญ ์ค์์น์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ผ๋ก ์ ์ฌํ๋ค. ์ด ์ค์์น๋ฅผ ์กฐ์ํ๋ฏ CCRs ๋ด์ ์๊ธฐ๋ฅผ ํน์ ์ ์ ๋ถ์์ ๊ฒฐํฉ ์ฑํฅ์ ๋ง์ถฐ ๋ฏธ์ธ ์ค๊ณํ๋ฉด, ์๋ ํ์ ์์น์์์ ํ์ฑ์ ๊ณ ์ค๋ํ ๋ณด์กดํ๋ฉด์ ์์น ์๋ ์คํํ๊ฒ ๊ฒฐํฉ๋ง ์๋ฒฝ์ ๊ฐ๊น๊ฒ ์ฐจ๋จํ๋ ์ต์ ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ณ์ด์ฒด๋ฅผ ๋ฝ์๋ผ ์ ์๋ค. ์ค์ ๋ก ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด ์ค๊ณ ์์คํ ์ ์ ์ฉํ์ฌ ํ์ฌ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฐ์ด๋ ์๋ฐ๋ ์ผ๊ธฐ๊ต์ ๊ธฐ(Adenine Base Editor, ABE)์ Cas12a ์ฌ์ดํ ์ ์ผ๊ธฐ๊ต์ ๊ธฐ(Cytosine Base Editor, CBE)์ ์ค๋ฅ ํ๋ฅ ์ ๋ฐ๋ฅ ์์ค์ผ๋ก ์ ์ดํ ๊ฐ๋ํ ๋ชจ๋ธ์ ๋ค์ ๊ตฌ์ถํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ฝํํธ์ํฌ์ ์ถํ์ ๋จ์ํ ์ ์ ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ ํ๋ ์๋ง ์น์คํ๋ ๊ธฐ์กด ์ธ๊ณต์ง๋ฅ์ ์ญํ ์ ์ ๊ธฐ๋ฅ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ง๋์ด๋ง์ ์ ๋ฐ ์ค๊ณ ๋๊ตฌ๋ก ์งํ์ํจ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค. ๊ธฐ์กด ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ฐ๋ ์คํ์ ๋ฌด์์ ๋์ฐ๋ณ์ด๋ฅผ ์์ฒ ๋ฒ ์ผ์ผํจ ๋ค ์ผ์ผ์ด ์คํ์ผ๋ก ํ์ฑ์ ํ์ธํ๋ ๊ณ ๋ ์ ๋ณ ๊ณผ์ ์ ํ์์ ์ผ๋ก ์๋ฐํด์ผ๋ง ํ๋ค. ์ด์ ๋ฌ๋ฆฌ ์ฝํํธ์ํฌ๋ ๊ณ์ฐ ๊ณผํ์ผ๋ก ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ ์ ์ ์ ์์ด์ ์นํ์ ์ํธ์์ฉ ๋ถ์๋ฅผ ์ฌ์ ์ ์ ํํ ์ง์ด๋ด๋ฏ๋ก ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์คํ ๊ฒ์ฆ ์๋๋ฅผ ์์ญ ๋ฐฐ ์ด์ ๋จ์ถ์ํจ๋ค. ๋ค๋ง ์ด ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๊ธฐ๋ฐ ์ค๊ณ ๋๊ตฌ๊ฐ ์์์ฉ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๋จ๊ณ๋ก ์ฐ์ฐฉ๋ฅํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๊ณผ์ ๋ค์ด ๊ฐ๋ก๋ง๊ณ ์๋ค. ๋ถ์ ๊ฐ์ ๊ณต๊ฐ์์ ๋์ถํ ์ ์ด ํ๋ฅ ์ด ์ค์ ์ธํฌ์ง ๋ด๋ถ์ ๋ณต์กํ ์ด์จ ์ํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ํผ์ก ํ๊ฒฝ์์ ๋์ผํ๊ฒ ๋ฐํ๋๋์ง ๋ค๊ฐ๋๋ก ์ ์ฆํด์ผ ํ๋ค. ๊ตฌ์กฐ ๋ณ๊ฒฝ์ด ๊ฐ์ ธ์ฌ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ฉด์ญ์์ฑ ์ ๋ฐ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด๋ ์์ฒด ๋ด ์ ๋ฌ ์์คํ ๊ณผ์ ๊ถํฉ๋ ๋์ด์ผ ํ ์ฐ์ด๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์์ผ๋ก ๋์ ์ ์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ๋ํ๋ ํํธ, ๋๋ฌผ ์ฝ๋ฆฌ ํ์ฑ ๊ฒ์ฆ์ ์ฃผ๋ ฅํ ๋ฐฉ์นจ์ ์ธ์ ๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ์์ฉํ ์๋๋ฅผ ๋ํญ ์๋น๊ธธ ์ค์ง์ ์ธ ๋ก๋๋งต์ ์ ๊ณตํ๋ค. ํนํ ์ ์ ์ฑ ๋์น๋ณ ํ์๋ฅผ ์ํ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ณผ์ ์์ ์์ ์ฑ์ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๋์ผ ์ ์๋ค. ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์ ์ฉ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ํํ ํด๋ณ(Huntington's disease)์ด๋ ์ ์ ์ฑ ๋ง๋ง ๋ณ์ฑ์ฆ์ฒ๋ผ ๋จ ํ ๊ฐ์ ์ผ๊ธฐ ๋ณ์ด๋ก ๋ฐ์ํ๋ ์งํ์ ์น๋ฃ ์ ํ์ ์ดํ ๋ถ์์ฉ์ ์ต์ํํ ๋ง์ถคํ ์ผ๊ธฐ๊ต์ ๊ธฐ ์ค๊ณ๊ฐ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ํ์ ์ ๋ ์ธํฌ์์ ์คํํ๊ฒ ์ํ์ด ๋์ ์์ด ์ ๋ณด๋ฅผ ํ๋ํ ๋ค, ์ฝํํธ์ํฌ ๋ถ์ ์์คํ ์ ์ ๋ ฅํ์ฌ ํด๋น ์์ด์๋ง ํน์ด์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ก ์ค๊ณ๋ ์ ์ฉ Cas ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ๋ํด๋ด๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์์ ์ ์ฉ ์ ์น๋ฃ์ ๊ฐ ์๋ฑํ ์ ์ ์๋ฅผ ๊ฑด๋๋ ค ์์ ์ ๋ฐํ ์ํ์ฑ์ ์์ฒ ์ฐจ๋จํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ ์ ๊ฐ์์ ์น๋ฃ ์น์ธ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ํฌ๊ฒ ๋์ฌ์ค ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
World journal of microbiology & biotechnology๐ค AI ์์ฝ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ๋ซํผ์ผ๋ก ์ค๊ณํ ํฉ์ํฌ๋์๊ตฌ๊ท ์๊ฐ์ฆํญ mRNA ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง
๋ฐฐ๊ฒฝ ํฉ์ํฌ๋์๊ตฌ๊ท (Staphylococcus aureus, S. aureus)์ ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ์ฌ๊ฐํ ๊ณต์ค๋ณด๊ฑด ์ํ์ ์ผ๊ธฐํ๋ ๋ํ์ ์ธ ๋ณ์์ฑ ์ธ๊ท ์ด๋ค. ํนํ ๋ฉํฐ์ค๋ฆฐ ๋ด์ฑ ํฉ์ํฌ๋์๊ตฌ๊ท (Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus, MRSA)์ ๋น๋กฏํ ํญ์์ ๋ด์ฑ๊ท ์ ํ์ฐ์ ๊ธฐ์กด ์น๋ฃ๋ฒ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ช ํํ ๋๋ฌ๋๋ค. ๊ฐ์ผ ๋ถ์๊ฐ ์ ์ ์ผ๋ก ํ์ฐ๋๋ฉด ํจํ์ฆ์ด๋ ํ๋์ฑ ๊ด์ ์ผ ๋ฑ ์น๋ช ์ ์ธ ํฉ๋ณ์ฆ์ ์ ๋ฐํ์ง๋ง, ์นจ์ต์ฑ S. aureus ๊ฐ์ผ์ ์๋ฐฉํ ์ ์๋ ํ๊ฐ ๋ฐฑ์ ์ ์กด์ฌํ์ง ์๋๋ค. ์ธ๊ท ์ ๋ณต์กํ ๋ฉด์ญ ํํผ ๊ธฐ์ ๊ณผ ๋ค์ํ ๋ ์ฑ ์ธ์๋ก ์ธํด ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ผ ํญ์ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ์๋๋ ์์์ํ์์ ์๋ฐ๋ผ ๊ณ ๋ฐฐ๋ฅผ ๋ง์ จ๋ค. ๋ค์ค ํญ์์ ๋์์ ํ์ ํ์ฌ ๋ค๊ฐ์ ์ธ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ํ ์ ์๋ ์๋ก์ด ํ๋ซํผ์ด ์๊ตฌ๋๋ ์ด์ ๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ํญ์ ์ ๋ณด ๋ถ์๊ณผ ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ ์๋๋ฅผ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๋์ผ ์ ์๋ ๋์งํธ ์ค๊ณ ํ๋ ์์ํฌ๊ฐ ์๋กญ๊ฒ ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ๊ณ ์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ฐ๊ตฌ์ง์ S. aureus์ ํต์ฌ ๋ ์ฑ ํญ์์ธ ํด๋ผํ ์ธ์ A(Clumping factor A, ClfA), ์ํ ์ฉํ์(Alpha-hemolysin, Hly), ํ์ํ ์์ฉ์ฒด ๋จ๋ฐฑ์ง(Staphylococcus aureus receptor for platelets, SraP)์ ํ์ ํ๋ 2๊ฐ ์๊ฐ์ฆํญ ๋ฉ์ ์ ๋ฆฌ๋ณดํต์ฐ(self-amplifying mRNA, saRNA) ๋ฐฑ์ ์นตํ ์ผ์ ์ค๊ณํ๊ณ ์ ํตํฉ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ(in silico) ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ๋ฉด์ญ์ ๋ณดํ(immunoinformatics), ๊ตฌ์กฐ์๋ฌผ์ ๋ณดํ(structural bioinformatics), ๋ถ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ธฐ๋ฒ์ ๊ฒฐํฉํด ๊ฐ ํญ์์ ๋ฉด์ญ์ฐ์ ์ํผํ ํ(epitope, ํญ์๊ฒฐ์ ๊ธฐ) ์์ญ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ถ์ํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ด ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ธฐ๋ฐํด ์ต์ข ๋์ถํ ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ SaBVax807๊ณผ SaTVax876 ๋ ์ข ๋ฅ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ถ์ ๋ํน(molecular docking)๊ณผ ๋ถ์ ๋์ญํ(molecular dynamics, MD) ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ธฐ๋ฒ์ ๋์ํด ํ๋ณด๋ฌผ์ง๋ค๊ณผ ์ธ๊ฐ ๋ฐฑํ๊ตฌ ํญ์(human leukocyte antigen, HLA) ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ์ฌ์ด์ ๊ฒฐํฉ ์ํธ์์ฉ์ ๊ฒ์ฆํ๋ค. SaTVax876์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํจ์ฉ์ฑ์ ํ๊ฐํ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ์ง๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ฐ๋ 16๊ฐ ์ง์ญ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์์ ๋ณํํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ธ๊ฐ ์์ฃผ ์ธํฌ ๋ด ๋ฒ์ญ ํจ์จ์ ๋์ด๋ ์ฝ๋ ์ต์ ํ ์ค๊ณ์ ๋๋ถ์ด ์๋ ๋ฅด๊ธฐ ๋ฐ ์๊ฐ๋ฉด์ญ ์ ๋ฐ ๊ฐ๋ฅ์ฑ ํ๊ฐ์์๋ ๋์ ์์ ์ฑ์ด ๊ด์ฐฐ๋๋ค. ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ๋ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๋ชจ๋ ์์ฒด ๋ด์์ ๊ตฌ์กฐ์ ์์ ์ฑ์ ์ ์งํ๋ฉฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ๋ฐํํ ์ ์๋ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ํน์ฑ์ ์ป์ด๋๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ณ ๋ํ๋ ์ปดํจํฐ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ธ๊ท ์ฑ ๊ฐ์ผ๋ณ ๋ฐฑ์ ์ ์๋ก์ด ์ค๊ณ ์์น์ ์ ์ํ๋ค๋ ์ ์์ ์๋ฏธ๊ฐ ๊น๋ค. ๊ฐ๋ฐ๋ saRNA ๋ฐฑ์ ์ ํญ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ค์ค๋ก ๋ณต์ ํ์ฌ ์๋ ํฌ์ฌ๋ก๋ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ํ๋ค. S. aureus์ ๋ค์ ๋ด์ฑ(multidrug resistance, MDR) ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ ๋ก ์ฌ๊ฐํด์ง๋ ์ํฉ์์ ์ ๊ฐ๋ ๋นํญ์์ ์ ์๋ฐฉ ๋์ฑ ์ ์ ์ํ ์ ์ด๋ค. ๋ค๋ง ์ปดํจํฐ ๋ชจ๋ธ๋ง์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๋์ถ๋ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ฏ๋ก ์์ฒด ์ธ(in vitro) ๋ฐ ์์ฒด ๋ด(in vivo) ์ ์์ ๋๋ฌผ์คํ์ผ๋ก ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆํด์ผ ํ๋ค. ์ค์ ๋ฉด์ญ๊ณ ๋ด๋ถ์ ๋ณต์กํ ๋์ญํ์ ๋ณํ๋ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์์ธก์ ๋ฒ์ด๋ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ค์ค ํญ์์ ๋์์ ํ์ ํ๋ ์นตํ ์ผ ๋ฐฑ์ ์ ๋ณต์กํ ์์ฐ ๊ณต์ ๊ณผ ์ ํ ์์ ์ฑ์ ํ๋ณดํ๋ ์ผ๋ ํฅํ ์์ ์ง์ ์ ์ํด ๋์ด์ผ ํ ์ฐ์ด๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ํญ์์ ๋ด์ฑ๊ท ์๋ฐฉ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ธฐ๊ฐ์ ๋ํญ ๋จ์ถํ ์ ์๋ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ์์ ํ์ฅ์์๋ ๊ธฐ์กด ํญ์์ ์ฒ๋ฐฉ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ ๋ง์ฑ ๊ฐ์ผ ํ์๋ ์์ ์ ์๋ ๋ฉด์ญ ์ ํ ํ์์๊ฒ ์๋ฐฉ์ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก SaTVax876 ์นตํ ์ผ์ ํฌ์ฌํด ์์ ๋ถ์ ๊ฐ์ผ๋ฅ ์ ๋ฎ์ถ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ํ ์ ์๋ค. ๋ฐฑ์ ์ฐ์ ๊ด์ ์์๋ ํ ๋ฒ์ ์ ์ข ์ผ๋ก ์ฌ๋ฌ ๋ณ์ด ํญ์์ ๊ณต๋ตํ๋ 2๊ฐ saRNA ์ ํ์ ์ฑํํด ๋ค์ค ํญ์์ ํ์ฌํ ๋ ๋ฐ์ํ๋ ์์ฐ ๋ณต์ก์ฑ์ ์ํํ๋ค. ๋ํ ์๊ฐ ๋ณต์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ ํน์ฑ์ ์์ฐ ๋จ๊ฐ๋ฅผ ๋ฎ์ถ๊ณ ์ ์ํ ๋๋ ์์ฐ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ ์ ์์ด ์๋ฃ ์์์ด ๋ถ์กฑํ ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ตญ๊ฐ์๋ ๋ฐฑ์ ์ ์ํํ ๋ณด๊ธํ๋ ์ค์ง์ ์ธ ํด๊ฒฐ์ฑ ์ด ๋ ์ ๋ง์ด๋ค.
In silico pharmacology๐ค AI ์์ฝ๊ธฐ์กด ๊ฒฐํต ๋ฐฑ์ ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ ๋ค๋จ๊ณ mRNA ๋ฐฑ์ ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ค๊ณ
๋ฐฐ๊ฒฝ: BCG ๋ฐฑ์ ์ ์ฑ์ธ ์๋ฐฉ ํ๊ณ์ ๊ฒฐํต R&D์ ๋จ์ผ ์ฐจ์ ์ํผํ ํ ํ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ ์ ยท์ ์ ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ฒฐํต๊ท (Mycobacterium tuberculosis)์ ์ ๋ณต๊ธฐ ๋ฐ ํ์ฑ๊ธฐ ๊ฐ์ ๋ณต์กํ ๋ค๋จ๊ณ ํญ์ ๋ฐํ ์ฒ์ด ๊ณผ์ ์ ์ ๋ฐ ์ถ์ ํ์ง ๋ชปํ์ต๋๋ค. ํนํ ๊ณ ์ ์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๋ถ์์ด๋ ์ ์ ์์ฒด ์ธ ํฉํ์ด๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ์์ฃผ ํํฌ ๋์์ธํฌ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด์ ์ผ์ฐจ์์ ์์ฉ์ฒด ์ํธ์์ฉ ๋ฐ ์ข ๊ฐ ๋ฉด์ญ ์ ์ ํ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๋๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์์ฒด ๋ด ๋ฉด์ญ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค ๋ฐ ํญ์ ์ ์ ํจ์จ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์ ์ด ์์ญ ๋ด์์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ์ง ๋ชปํด, ์ ์์ ๋จ๊ณ์์์ ์ ํจ ๋ฉด์ญ ์ ๋ ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๋์ถ ๋ฐ ๋ฐฉ์ด ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ณด์ฅํ๋ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋ ์ฌ์์ ์คํจํด ์์ต๋๋ค. ๊ธฐ์กด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๋จ์ผ ์ฐ์ ํญ์์๋ง ์์กดํจ์ผ๋ก์จ ๊ฒฐํต๊ท ์ ๋ค์ํ ์ํ์ฌ์ ๋ํญํ๋ ๊ต์ฐจ ๋ณดํธ ๋ฅ๋ ฅ์ ํ๋ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ์ผ๋ฉฐ, ์์ฃผ ๊ฐ์ธ๋ณ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ํ์ง์ ์ด์ง์ฑ์ผ๋ก ์ธํด ์ ์ฒด ํ์๊ตฐ์์ ๊ท ์ผํ ํจ๋ฅ์ ๋์ถํ์ง ๋ชปํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ ์ง๋ฉดํด ์์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ค๋จ๊ณ ํญ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๊ณ์ฐ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฒฐํต๊ท ์ ๋ค๋จ๊ณ ๋ฐํ ์๋ฆฌํ์ ๊ดํตํ๋ 9์ข ์ ํต์ฌ ๋ฉด์ญ์์ ์ ๋ณํ๊ณ , ๋ฅ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ์ญ๋ฐฑ์ ํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ CD4+/CD8+ T์ธํฌ ๋ฐ B์ธํฌ ์ํผํ ํ๋ฅผ ํตํฉ ์ถ์ถํ์์ต๋๋ค. ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ํํฌ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ TLR-4์์ ์ํธ์์ฉ ๋ฐ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ๋ถ์๋์ญํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ผ๋ก ์ ์ ๊ณ์ฐํจ์ผ๋ก์จ, ๊ตฌ์กฐ์ ์์ ์ฑ๊ณผ ๋ง์ปค ๋ฐ ๋ณด์กฐ์ ๊ฒฐํฉ ์ต์ ์ฑ์ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์์ธกํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๊ตฌํํ์์ผ๋ฉฐ, ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ๋์ญํ์ ์์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ์ฌ ์์์ฑ ์ํผํ ํ ๋ฐฐ์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ทน๋ํํ์ต๋๋ค. ๋ค์ฐจ์ ์ธํฌ ํด์๋ ํ ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋๊ธฐํํ์ฌ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ฐ์ดํฐ ์ธํธ์์ ์ ๋๋ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์์ ํ ์ ๊ฑฐํจ์ผ๋ก์จ, ๋ณธ ๋ฐฑ์ ํ๋ซํผ์ด ์ ๋ํ๋ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํด ๋ณด์์ต๋๋ค. ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด ํ์ฑํ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ๋ฉด์ญ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์ถ์ถ๋ ์ํผํ ํ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ฐ๊ณ๋ณ HLA ๋ณ์ด์ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ ๋ถ์ ํํํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification)๋ฅผ ์ฑ๊ณผ ์๊ฒ ์ ํํํ์์ต๋๋ค. ํนํ ์์ฃผ ๋ฉด์ญ ์์คํ ์ ๊ณผ๋ํ ์ผ์ฆ ๋ฐ์์ ์ต์ ํ๋ฉด์๋ ํญ์ ์ ์๋ฅผ ๊ทน๋ํํ ์ ์๋๋ก, TLR-4 ๋งค๊ฐ ํ๋ฅ ์ ์ด ๊ฒฝ๋ก์ ์ ํธ ์ ๋ฌ ์๋๋ฅผ ์กฐ์จํ๋ ์๋ ์์ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ค๊ณํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๋์ฌ์ ์คํธ๋ ์ค ๋ฐ ๋ค์ ๋ด์ฑ ๊ฒฐํต๊ท ์นจ์ต ํ๊ฒฝ ์์์๋ ํธ์คํธ์ ๋ฉด์ญ ํญ์์ฑ์ด ํ๊ดด๋์ง ์๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์ ์ง๋ ์ ์๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ํ๋ฆฝํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฌํ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ๋ค์ํ ๋ฉด์ญ ์ ์ ํ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ ๋ณด์ ํ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ์ ์ฒด์ ๊ฑธ์ณ ํ์ ๊ฒฐํฉ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ํ์ฑํ ํ๋กํ์ผ์ ๊ฐ๋ณ์ฑ์ ํต์ ํ์ฌ ๋ง์ถคํ ๋ฉด์ญ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ CDx์ ํ ๋๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์๋ฐฉ ๋ฉด์ญํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ AI ์ค๊ณ ๋ค๋จ์ mRNA ๊ฒฐํต ๋ฐฑ์ ํ๋ซํผ์ ๊ทธ๊ฐ ์ถ์ ๋ ์ค๋ฏน์ค ํ ์๋ฅผ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ก ์ ํํ์ฌ ์ฐจ์ธ๋ IND ์น์ธ ํ๋ก์ธ์ค๋ฅผ ๋ฆฌ์ ํฉ๋๋ค. ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ๋ค์ด ์ฃผ๋ํ๋ Phase III ์์์ด๋ ์ฐจ์ธ๋ mRNA ์์ ์ค์ผ์ผ์ ๊ณผ์ ์์, ๋ค๋จ๊ณ ํญ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ๋ชจ๋ธ์ ์ค์๊ฐ ํผ๋๋ฐฑํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋ฉด์ญ ์ ๋์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ท๊ฒฉ์ ๋ง์กฑํจ๊ณผ ๋์์, cGMP ๋๊ท๋ชจ ์์ ์์ฐ ์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ mRNA ๊ณ ์ฐจ ๊ตฌ์กฐ ์์ ์ฑ ๋ณ๋ ํ๊ณ๋ฅผ ์์ ํ ํด๊ฒฐํ์ฌ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ๋ฐ ์์ ์ง์ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋์งํธ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ด ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ํฅํ 10๋ ๋ด ๊ฒฐํต ์๋ฐฉ ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ฐ๊ฟ ํ์ ์ ๋ฐฑ๋ณธ ํ๋ซํผ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ์ ๋ง์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ค๊ณ ๋ค๋จ์ mRNA ๊ฒฐํต ๋ฐฑ์ ํ๋ซํผ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋ฉด์ญํ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ฒฐํต ๋ฐฑ์ ์์ ์์ฝํ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๊ฐ์ผ๋ณ ์๋ฐฉ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๊ฒฐํต๊ท ๋ค๋จ๊ณ ํญ์ ๊ฒฐ์ ๊ธฐ ๋ณตํฉ์ฒด ์๋๋ก ์ ๋ฅ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ์ํผํ ํ ์ค์บ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์กด BCG ๋ฐฑ์ ์ ์ฑ์ธ ์๋ฐฉ ํจ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฐ ์ ๋ณต ๊ฒฐํต ํ์ฑํ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์กฐ๊ธฐ ๋ฉด์ญ ๋ฐฉ์ด ์ฒด๊ณ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋ค์ฐจ์ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค IEDB ๋ฉด์ญ ์ํผํ ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ MHC ๋ถ์ ๊ต์ฐจ ๋ฐ์์ฑ์ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ TLR-4 ๋ฉด์ญ ์๊ทน ๊ฒฝ๋ก์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ mRNA ๊ธฐ๋ฐ ๋ค์ ๋ด์ฑ ๊ฒฐํต ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์์ฒด ๋ด ๋ฉด์ญ ์ ๋์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
- Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ
๋จ์ผ์ธํฌ ๊ณ๋ณด ์ถ์ ๊ธฐ์ ์ ์ด๋ป๊ฒ ์๊ณผ ๋ ธํ ๊ณผ์ ์ ์ธํฌ ์ด๋ช ์ ๊ฒฐ์ ํ๋๊ฐ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ ์ค๋ ์ท ์ค๋ฏน์ค์ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์ ๋์น์ฑ ์งํ R&D์ ํด๋ก ์งํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ์ข ์ ์ด์ง์ฑ(Tumor Heterogeneity), ๋ ธํ ์ฐ๊ด ์์ฒด ๊ธฐ๋ฅ ๊ฐํด, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฌ๊ทผ๊ฒฝ์ ํ ์กฐ์ง ์ฌ์ ํ ๋ฑ์ ๋ณ๋ฆฌ์ ํ์์ ๊ณ ์ ๋ ๋จ์ผ ์์ ์ ๋ถ์ ํ๋กํ์ผ๋ง๋ง์ผ๋ก๋ ๊ทธ ์ด๋ฉด์ ๋ด์ฌ๋ ๋์ญํ์ ์งํ ๊ถค์ ์ ์ค๋ช ํ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด์ ๋ฒํฌ ์ํ์ฑ ๋ฐ 1์ธ๋ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋ถ์(scRNA-seq) ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ ์ ์ข ๋ง์ (Endpoint) ๋ถ์์๋ง ์น๋ช ์ ์ผ๋ก ์์กดํ์ฌ, ์ธํฌ๊ฐ ์๊ฐ ๊ฒฝ๊ณผ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฐ์์จ ๊ณํต ๋ฐ์ํ์ ๋ถ๊ธฐ์ ๊ณผ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ๊ณผ์ ์ํธ์์ฉ ์ญํ์ ์์ ํ ํ๋ฝ์ํค๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์๋ค. ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก, ์ ์ฌ์ฒด ๋ถ์์ ์ํด ์กฐ์ง์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋๋ ํํ์ ์ผ๋ก ๋ถ๋ฆฌํ๋ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ๋ ๋ณต์กํ ์ธํฌ๊ฐ ํต์ ๋ง์ ์๊ณกํ๋ค. ๋ํ, ํญ์์ ํฌ์ฌ์ ๊ฐ์ ์ธ์ธ์ฑ ์ญ๋(Perturbation)์ ๋์ํ์ฌ ๋ฐํ๋๋ ๋ฐฉ์ด์ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค(Feedback Flux)์ ๋์ ํํ์ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์บก์ฒํ์ง ๋ชปํด ์์ ์ค๊ณ ๋จ๊ณ์์ ์ต์ ์ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋ฐ ์๋ฐฉ ์ฝ๋ฌผ ๋๋๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ ๋ฐ ๋งค๋ฒ ์คํจํ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ ๊ฒฐ๊ตญ ์์ ์ํ์์ ์์ฉ ๊ธฐ์ ์ ๋ชจํธ์ฑ์ ์ ๋ฐํ๊ณ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ํ๊ธฐ ํ๋ฝ๋ฅ ์ ๋์ด๋ ์ ์ ์ฒดํ R&D์ ํต์ฌ ์ฅ๋ฒฝ์ผ๋ก ์กด์ฌํด ์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ค์ค Recombinase ๋ฐ CRISPR ๋ฐ์ฝ๋ฉ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ ๊ฐ๋์ ํตํ ๋จ์ผ์ธํฌ ํ ์ ๋๊ธฐํ์ ํ๋ฅ ์งํ ์์ํ์ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด๊ณ ํด์๋ ์ธํฌ ๊ณ๋ณด ์ถ์ ์ ์คํํ๊ธฐ ์ํด ์ ๊ตํ๊ฒ ์กฐ์จ๋ ์ฌ์กฐํฉํจ์(Recombinase) ์นด์ธํธ ์์คํ , CRISPR ๋ถ์ ๋ฐ์ฝ๋ฉ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฒด์ธํฌ ๋ด ์ ์ ์ ๋ฐ์ฝ๋ ์ญํ ์ ์ํํ๋ ์์ฐ ๋์ฐ๋ณ์ด(Somatic Mutations)๋ฅผ ํตํฉ ๊ฐ๋ํ์๋ค. ์ด ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ๋ ๊ฐ๋ณ ์ธํฌ๊ฐ ๋ถ์ดํ๊ณ ๋ถํํ๋ ์ ๊ณผ์ ์ ๊ณ ์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ํ ์ ์์ ๋๊ธฐํํ์ฌ, ์ค์๊ฐ ํด๋ก ์ถ์ ์ ๊ฐ๋ฅ์ผ ํ๋ค. ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์์ ๊ธฐ๋ฐํ ๋ฆฌ๊ฐ๋-์์ฉ์ฒด ์ธ์ ์์ ์๋์ง ์กฐ์จ ๋ชจ๋ธ ๋ฐ ๋ถํ ์๋ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ(In Silico) ์์์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ์ฐ์ฐํจ์ผ๋ก์จ ์ธํฌ ์ด๋ช ์ ๋ถ๊ธฐ์ ์ ์๋ฆฌ ์๋ฌผํ์ ์ผ๋ก ์์ธกํด ๋ธ๋ค. ์ด ํ๋ซํผ์ ๋ค์ค ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ(Batch Effect) ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ๋ถ์ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ธ์์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ฌ์ ์ ์๊ฑฐํ๋ค. ์ด๋ ๋จ์ ์ธํฌ ์ํ ๋งคํ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ ์์ค์ผ๋ก, ์์ธํฌ์ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์น ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ์๋ฒฝํ ์ฆ๋ช ํ์๋ค. ๋ํ ํด๋ก ์ ํฉ๋(Clonal Fitness)์ ๋น๊ฐ์ญ์ ๋ณ๋์ ์ ์ ์ฒด์ ์์ค์์ ์ค์ฆํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ๋ณด ํด๋ ๊ธฐ์ ์ ์์ ํ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ฆ๋ช ํ์๋ค. ํ์ฑ์ ์ ํ์ ๊ฐ๊ณ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ธํฌ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์ธํฌ ๊ณ๋ณด ๋์ฝ๋ฉ์ ํตํด ํ๋ํ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ๋ค์ค ์ ๋ณด๋ ๊ฐ๊ณ๋ ํํ์ ๊ณ๋ณด ํ ์์ ๋๊ธฐํ๋์ด ๊ณ ๋ํ๋ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification) ๋ชจ๋ธ์ ๊ธฐ์ด ์ฒด๋ ฅ์ด ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ฐ ๋ ธํ ์กฐ์ง์์ ์์งํ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์๋ณ ์ ์ ํ ๋ฐ ์ธํฌ ์ํ์ ๋ถ๋ฆฌ ๊ฑฐ๋์ ์ธต๋ณํํ์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํ์ฌ ์งํ ์งํ์ ์จ์ ๋จ๊ณ(Rate-Limiting Step)๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์ ์ ์ฒด ์์น์ ์กฐ์ ์ธ์๋ค์ ์ํํ์ ๋ฐ์ ์๋ ์์๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ํฌ์ฐฉํ์๋ค. ํ์ ์์คํ ๋ด ํน์ ์ ์ ์ ์ ์ฌ ๋คํธ์ํฌ์ ์๊ณ ํ์ฑ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ํ์์ ์ธ์์ ์ผ๋ก ์ ํด๋จํ(Up-clamping)ํ๊ฑฐ๋ ๋ค์ดํด๋จํ(Down-clamping)ํ๋ ๊ณผ์ ์ ํตํ์ฌ, ์ธ๋ถ์ ์ ํด ์ ๋ ์คํธ๋ ์ค ์ํฉ ํ์์๋ ์ธํฌ๊ฐ ํ๊ดด๋์ง ์๊ณ ์ ์ ๋ฒ์์ ๋์ ๊ฐ์ญ์ฑ์ ์ฌ์ํ ์ ์๋๋ก ์ธํฌ ํญ์์ฑ ์์จ ํ๋ ์ ์ด ๋ฐฑ๋ณธ์ ์์ฑํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ์๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋จ์ผ์ธํฌ ๊ณ๋ณด ์ถ์ ์ํคํ ์ฒ๋ ๊ณผ๊ฑฐ์ ์ ์ ์ด๊ณ ๋จ์ ์ ์ธ ์ฌํ ๋์ ์น๋ฃ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์ข ์์ํค๊ณ , ํ์ ๊ณ ์ ์ ํด๋ก ์ญํ์ ์ ์ดํ๋ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ๋ฐ ์ํ ์ธํ๋ผ๋ก์ ์ ๋ฉด์ ์ดํ์ ์๋ฆฐ๋ค. ์ด ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ฐ ํ๋ซํผ์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ํ ๋ฐ์ด์คํ ๋ฐ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ(์: Roche, Novartis ๋ฑ)์ ํญ์์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ฐ๋ฐ ๊ณต์ ์์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์ ์ธํฌ ์์กด ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์ ์์คํ ๊ณผ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฐ๋๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์คํ ๋ฐฐ์น ๊ฐ์ ์๋ฌผํ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ์ ๋ ์ ๊ธฐ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ณธ ์ ์ฐ ์์คํ ์ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด์ ํ์ ์์์ธ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx)์ ์๊ฒฉํ ๊ธฐ์ ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํจ๊ณผ ๋์์, ๊ธ๋ก๋ฒ ์ธํ๊ฐ ์น์ธ์ ํ๋ํด์ผ ํ๋ ์ ์ฝ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ ์ฒญ ๋จ๊ณ์์ ์ ์์ ๊ฐ์ ํจ๋ฅ ์ฆ๋ช ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฆ์ ์์ฑํ์ฌ ๊ท์ ๋น๊ตญ์ ์น์ธ ํ๋ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋ ๋ณด์ ์ธ ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ๋ค์ค ๊ณ๋ณด ์ถ์ ํ๋ซํผ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ธํฌ ์ด๋ช ๊ฒฐ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ ๋ฐ ์ ์ฝ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋๋ฐ์ง๋จ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋์น์ฑ ๊ต๋ชจ์ธํฌ์ข ํ์์ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ ํด๋ก ์ ํฉ๋ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ธฐ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ๊ณ๋ณด ๋์ฝ๋ฉ ์ค์บ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์กด ๋ณ๋ฆฌ ๊ฒ์ฌ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํญ์์ ์ ํจ ๋๋ ์ฌ์๋ฅผ ์ํ ๋ ์ ์ ์น๋ฃ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์๋ง ๋ช ๊ท๋ชจ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ๊ณ๋ณด ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ์ ํธ ๋ฑ ๊ตฌ์ฒด์ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ ํด๋ก ์ฌ๋ฉธ์ ์ํ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ด์ฑ ์ ๋ฐฉ์ ํ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ข ์ ํด๋ก ์งํ์จ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์น๋ฃ์ ํจ๋ฅ์ ์ด์ง์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Medicine๐ค AI ์์ฝ์๋ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ๋๊ตฌ โํ๋ก์คโ ์ถ์, ๋ณ์ด ๋ถ์์ ํตํ ํฌ๊ท์งํ ์ง๋จ์ ์ ์งํ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ ์ฌ์ฒด ํ๋ฝ ์ก์ ๋ ธ์ด์ฆ์ ํฌ๊ท์งํ R&D์ ๋ฏธํด๊ฒฐ ๋ฏธ์ ์ฌ ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ์ ํ ์ ์ ์ง๋จ ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ๋จ์ ์ ๋ณ์ด ๋ถ๋ฅ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์์ฒด ์ธ ํด๋ฆฌ์ฑ ์ํ์ฑ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ ๋ฐ ๋์ ์ ์ฌ ํ์ฑ์ ์๊ฐ์ ๊ฒฐ์ค์ ๋ณด์ ํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๋ดํฌํ๊ณ ์์ต๋๋ค. ํนํ ์์ ์์ญ ์ธ๋ถ์ ์กด์ฌํ๋ ๋น์ฝ๋ฉ ์กฐ์ ๋ถ์์ ํฌ๋ฆฝํฑ ์คํ๋ผ์ด์ฑ(Cryptic Splicing) ๋ณ์ด๋ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ํ๊ณ๋ก ์ธํด ํ์ ํ๋์ง ๋ชปํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ข ๊ฐ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ถ์ผ์น ๋ฐ ๋์ฌ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๋จ๊ณ์์ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋ฐ ์๋ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ฌ์ํ์ง ๋ชปํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ ์ ๋ฐํ์ต๋๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์์ ์ ์ ํ ๋ถ์์ ์ฌํ์ ๋์ฆ ์ง๋จ ์์ค์ ์ ์ฒด๋์ด, ํ์์ ์๋์ฑ ์ ์ฒด ๋ด ์ํํ์ ๋ฐ์ ๋๋๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๋ชจ์ฌํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ฑฐ๋ํ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์ฅ๋ฒฝ์ ์ง๋ฉดํด ์์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์๋ํ ์ฌ๋ถ์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋ค์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ด๋ฌํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ํ์ ํ๊ธฐ ์ํด, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์๋ํ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด ์ฌ๊ฒ์ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ์ธ ํ๋ก์ค(Talos) ํ๋ซํผ(Nature Medicine, 2026, doi:10.1038/s41591-026-04477-5)์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ์ธํฌ ํด์๋ ์์ค์์ ๋ฐํ๋๋ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์์คํ ์ ์ค์ฆํ์ต๋๋ค. ํ๋ก์ค๋ ์ ์ฌ ์กฐ์ ์ธ์์ DNA ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์กฐ์จํ๊ณ , ํ์ ๊ณ ์ ์ ์ ์ ์ฒด ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ๋๋น ์ดํ๋๋ฅผ ์ค์ธกํ๋ฉฐ ์ ์ฌ์ฒด ์คํ๋ผ์ด์ฑ ์๋๋ก ์ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ์ฌ ์์์ฑ ๋ณ์ด๋ฅผ ๋ฐฐ์ ํฉ๋๋ค. ๋ํ ๋ค์ค ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๋์ ํ์ฌ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๋ช ํํ ๊ท๋ช ํ์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ ๊ธฐ๊ณํ์ต ๋ชจ๋ธ์ ์ฑ๋ฅ์ ์๋์ ์ผ๋ก ์ํํ์ฌ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์ ๋ฐ๋์ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ๋์์ ์ฆ๋ช ํด ๋์ต๋๋ค. ์ด๋ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ์์นด์ด๋ธ์ ๋ฌปํ ์๋ ํฌ๊ท ์ ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ธ๋น๋ณด(in vivo) ์์ค์ ์๋ฆฌ์ ๋ฐํ ์์์ผ๋ก ๋ณต์ํ๋ ํ๊ธฐ์ ์ ๊ธฐ๋ฅผ ๋ง๋ จํ ๊ฒ์ ๋๋ค. ํฌ๋ฆฝํฑ ๋ณ์ด ์ ํธ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ณธ ์ํคํ ์ฒ๋ ๋ค์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ฌ ๊ฐ๋ณ ํ์์ ๋ถ์ ํํํ ๋ฐ ๊ฐ๊ณ๋ ์ ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฌ์ธต์ ์ผ๋ก ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification)ํ๋ ์ ์ฐ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์๋ฆฝํ์ต๋๋ค. ํฌ๊ท์งํ ๋ฐ๋ณ์ ๊ธฐ์ ์ ํธ๋ฆฌ๊ฑฐ๊ฐ ๋๋ ํน์ ๋น์ฝ๋ฉ RNA ํฉ์ฑ ์ ์ ๊ฒฝ๋ก์ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ๋ถ์ ์์ค์์ ์กฐ์จํ๊ณ , ์ ์ฌ ๊ฐ์ ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ธํฌ๊ฐ ๋ณ์น์ ์ธ ์ ์ ์ ์คํธ๋ ์ค ํ๊ฒฝ ํ์์๋ ์ ํจํ ๊ฐ์ญ์ ํญ์์ฑ์ ์ค์ค๋ก ํ๋ณตํ ์ ์๋ ์์จ ํ๋ณต์ ๋ฐฑ๋ณธ ๋ชจ๋ธ์ ๋์ถํ์ต๋๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์์ ์ ๋๋ ๋ค์ฐจ์ ๋คํธ์ํฌ ํผ๋๋ฐฑ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๋ชจ๋ธ์ ์ด์ข ์ฅ๊ธฐ ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ฃจ์ด๋ ์นฉ ๋ชจ๋ธ๊ณผ ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆ์ ์๋ฃํ์ฌ ๋ฐ์ดํฐ์ ์๋์ฑ ์ ๋ขฐ๋๋ฅผ ๊ทน๋ํํ์ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์ ์ ์ฒดํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ํ๋ก์ค ํ๋ซํผ์ด ์ ์ํ๋ ์ ์ ์ฒด ์ ์ฐ ๋ถ์ ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ฐ์ด์คํ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค์ ์ฒด์ง์ ์ฌํ์ ์ถ๋ก ์์ AI ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์ ์ ์ฒดํ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํฉ๋๋ค. ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ ๋ฐ ๋ฐ์ด์คํ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ํ์ฌํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ๋กํํ์ฌ ๊ฐ๋ ฅํ ๊ธฐ์ ์ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ํ๋ณดํ๊ฒ ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ตญ์ ํ์ค ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํจ์ ๋ฐ๋ผ, ํฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ ์ถ ๋ฐ cGMP ์์ฐ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ก์ธ์ค์ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค์ ํต์ฌ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ๊ฒ์ ๋๋ค. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ํฌ๊ท์์ฝํ ์์ฅ์ ๊ณ ๋ถ๊ฐ๊ฐ์น ๋ผ์ด์ ์ฑ ์์(L/O) ๊ณ์ฝ ์ฒด๊ฒฐ์ ๊ฐ์ํํ๋ ํต์ฌ ์์ง์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ๊ฒ ๋ ์ ๋ง์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์๋ํ ์ ์ ์ฒด ์ฌ๋ถ์ ํ๋ซํผ ํ๋ก์ค๋ ์ด๋ก ์ ์ธ ํฌ๊ท์งํ ์ ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํฌ๊ท์์ฝํ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋ฏธ์น๋ฃ ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ธ ๋ณ์ด์ ์ ์ฌ ์ด์ง ์๋๋ก ์ ์ค๋ฏน์ค ๊ธฐ๋ฐ์ ๋ค์ฐจ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ง๋จ ๋ฐฉํฉ ํ์๊ตฐ์ด ๊ฒช๋ ์ญ์ ๋ ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ ๊ธฐํ์ ๊ณจ๋ ํ์ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ํ์ 10๋ง ๋ช ์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ํฌ๊ท์ ์ ์งํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ํํํ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํฌ๋ฆฝํฑ ๋ณ์ด ๋จ๋ฐฑ์ง ํ์ ์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํฌ๊ท ์ ๊ฒฝ๊ทผ์ก์งํ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์คํ๋ผ์ด์ฑ ๋ณด์ ๋ฅ ๋ฐ ์ ํฉ ์์ ์๋์ง ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ ๋ํจ์จ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋คํธ์ํฌ ๋ถ์ ํด โINGENEโ๊ณผ โMODULEโ ๊ฐ๋ฐ, trans-eQTL ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ์ ๋ฐํ ์์ธก๋ ฅ ํฅ์
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ๋จ์ผ ์ ์ ์ ์ค์ฌ cis-eQTL ๋ถ์ ๋ชจ๋ธ์ ์์ํ์ ํ๊ณ์ ์ ์ ์ ๊ฒฝ๊ณ R&D์ ๋ค์ธ์ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ GWAS ๋ฐ cis-eQTL ๊ธฐ๋ฐ์ ๋จ์ ์ ๋ฐํ ๋์ ๋ชจ๋ธ์ ์กฐํ๋ณ์ ๋น๋กฏํ ๊ณ ๋ ๋ณตํฉ ๋ค์ธ์์ฑ ์ ์ ์ ๊ฒฝ๊ณ ์งํ R&D์์ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๋ ธ์ถํ๋ค. ํต์์ ์ธ ์ ์ฌ์ฒด ์ฐ๊ด ๋ถ์(TWAS)์ ํ์ ์ ์ ์ ์ธ๊ทผ(cis) ๋ณ์ด์๋ง ๊ทน๋จ์ ์ผ๋ก ์์กดํ์ฌ, ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ์๊ฑฐ๋ฆฌ ์กฐ์ ์ธ์์ธ trans-eQTL์ ์ ์ด ํ๋ญ์ค๋ฅผ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํ๋ค. ๋๋ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋ณต์กํ ๊ณต๋ฐํ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ๊ณ ์ฐจ์ ์ํธ์์ฉ๊ณผ ์ข ๊ฐ ๋ฐํ ์ฐจ์ด, ์ธํฌ ์ ํ๋ณ ํน์ด์ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ์์ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ฉด์, ์์์ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋ฐ ํ์ ์ต์ ์ฝ๋ฌผ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ๋ ๋ฐ ์ฐ์ด์ด ์คํจํ์๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๋ฐํ ๋ณ๋์ ์ ๋ ๋ค์๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ ๋น์ฝ๋ฉ ์์ญ ์ ์ ๋ณ์ด์ trans ์ ์ด ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๊ฒฐ์ค๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ฅ๋ฒฝ ๋ฐ ์ ์ฐ์ ๋ณ๋ชฉ์ผ๋ก ๋ฐฉ์นํด ์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: INGENE-MODULE ํ ์ ์ฐ๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ๋ค์ฐจ์ ์ ์ ๋ณ์ด ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ trans-eQTL์ ์์ฉ ๊ธฐ์ ์ ๋คํธ์ํฌ ์ ์ฌ ๋ชจ๋ธ๋ก ํตํฉํ INGENE ๋ฐ MODULE ์ ์ฐ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๋์ ํ์ฌ ๋ณต์ก ์งํ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ์๋ค. ํด๋น ํ๋ซํผ์ ๊ณต๋ฐํ ๋คํธ์ํฌ ๋ด ์๊ฑฐ๋ฆฌ ์ ์ ๋ณ์ด๋ค์ด ํ์ ์ ์ฌ ์ธ์์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง์ ๋ฏธ์น๋ ๋ฏธ์ธ ์ ๋์ ์กฐ์จํ๊ณ , ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์์ ๊ธฐ๋ฐํ ๋จ์ผ์ธํฌ ์๋ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ์์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ๋ค. ๋๊ท๋ชจ ์ํ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ์ ์์ ๋ถ๊ฐํผํ๊ฒ ๋ฐ์ํ๋ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๊ฑฐํจ๊ณผ ๋์์, ์ด์ฐ์ ์ผ๋ก ์กด์ฌํ๋ cis ๋ฐ trans-eQTL ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์๋ฅผ 3์ฐจ์ ๋๋ฆฌ ํ๋ ฌ ํ ์๋ก ๋๊ธฐํํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ธ๊ฐ ์ ์ ๋์ฝ ํผ์ง ์ธํฌ ๋ด ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ์ด๊ณ ํด์๋๋ก ๊ท๋ช ํ์ฌ ์กฐํ๋ณ ๋ฐ๋ณ ๊ฒฝ๋ก์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์ค์ฆํ์๋ค. ์๋ ์ค ๊ฐ์์ฑ ์ ์ด ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ๊ฒฝ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋๊ธฐํ๋ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ ๊ฐ๊ฐ์ธ์ ๊ณ ์ ํ ๋ถ์ ํํํ๊ณผ ๊ฐ๊ณ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ธฐ๋ฐํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ด ์๋ฆฝ๋์๋ค. ์กฐํ๋ณ ๊ฐ์์ฑ ๋ณ์ด๊ฐ ์๋ ์ค ์ ํฉ๋ถ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ณตํฉ์ฒด ํ์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ์ ์ฌ ์๋๋ก ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ์ฌ, ์จ์ ๋จ๊ณ ์์์ ์ ๋ฐํ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ฐ์ฐํ๋ค. ๋ณ์น์ ์ธ ์ ๊ฒฝ๋ง ์คํธ๋ ์ค ์ํฉ ์์์๋ ์ธํฌ๋ด ์นผ์ ์ฑ๋ ๋ฐ ๊ธ๋ฃจํ๋ฉ์ดํธ ์์ฉ์ฒด ๋ฐ๋๊ฐ ๊ฐ์ญ์ ์ธ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ํ๋ณตํ ์ ์๋๋ก ์์จ ์กฐ์จ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๊ตฌ์ถํ์๋ค. ์ด๋ก์จ ์กฐํ๋ณ ํน์ด์ ์ํ ๋ถ๋ฅ ๋ฐ ๊ฐ๋ณ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์์ฑ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ ๋ค์ธ์์ ๋ค์ด๋ด๋ฏน ํด๋จํ ์ ์ด ๋ฃจํ๊ฐ ์ค๋ฏน์ค ์ธํฐํ์ด์ค ์์์ ๊ตฌํ๋์๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ํ๋ ์์ํฌ์ ๋๋๋ ์ ๊ฒฝ ์ ์ ๊ณ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ๊ธฐ์กด์ ์ฌํ ๋์ฆ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๋ฐ๊ตด ์ฒด๊ณ์์ ํํผ์์ผ, ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ค. 2024๋ Cobenfy์ FDA ์น์ธ ์ดํ ๊ธ์ฑ์ฅ ์ค์ธ 300์ต ๋ฌ๋ฌ ๊ท๋ชจ์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์กฐํ๋ณ ์น๋ฃ์ ์์ฅ์์, ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ ๋ฐ B2B ๋ฐ์ด์คํ ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ์ฅ์ ๊ฐ์ํํ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ค. ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ๋ฐ์ํ๋ ๋ค์ฐจ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํด ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ์๊ณ , ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ท๊ฒฉ์ ๋์์ ์ถฉ์กฑ์์ผฐ๋ค. ์ด๋ IND ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๊ณ cGMP ์์ ์์ฐ ๊ท๊ฒฉ์ ์กฐ๊ธฐ์ ์ถฉ์กฑํ ํต์ฌ ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์์ฐ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์์ธก ์ํคํ ์ฒ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์์คํ ์๋ฌผํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์กฐํ๋ณ ๊ฐ์์ฑ trans-eQTL ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ธ์ง๊ธฐ๋ฅ ์ ํ ๋ฐ ์กฐ๊ธฐ ์ ์ ์ฆ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์ ์ฝ ํจ๋ฅ ์ ํจ ๋๋ ์ ์ง๋ผ๋ ๊ตฌ์ฒด์ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋๊ท๋ชจ ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค GTEx ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์๋ ์ค ๋ณ์ด ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ ์ ๊ฒฝ์ ๋ฌ๋ฌผ์ง์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ์กฐํ๋ณ ์์ฉ์ฒด ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ trans-eQTL ๋ฐํ ๋ณ๋ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ ํจ ๋๋ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋๋ ธ์ ์ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ๋ถ์์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ ์๊ตญ ๋จ์์์์ธ์ ์๊ฐ๋ฉด์ญ์งํ ์ ์ ๊ธฐ์
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด์ ์ค์ ๋ชธ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋๋๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ์ ์ ํ์ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ํต์ฌ ๋๊ตฌ๋ก ์๋ฆฌ ์ก์๋ค. ํ์ง๋ง ์ง๊ธ๊น์ง์ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฃผ๋ก ์ ๋ฝ๊ณ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ์ ํธํฅ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ธ๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ๋น์ ๋ฝ๊ณ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ์ ์ง๋ณ ์๋ฐฉ์ด๋ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ์๋ ํ๊ณ๊ฐ ๋ฐ๋๋ค. ์ธ๊ตฌ์ง๋จ๋ง๋ค ์ ์ ์ ํน์ฑ์ด ๋ฌ๋ผ ํน์ ์ง๋จ์์๋ง ํ์ฑํ๋๋ ๋ณ๋ฆฌ ๊ธฐ์ ์ ๋์น ์ํ์ด ์ปธ๋ ์ ์ด๋ค. ํ์ก ์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ถ์ํ๋ ํ์ฅ ๋จ๋ฐฑ์ฒดํ(Plasma Proteomics) ๋ถ์ผ ์ญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์ง๋ฉดํด ์๋ค. ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋๋ถ๋ถ ์นํ์ฑ ๊ธฐ๋ฐ(Affinity-based) ๋ถ์๋ฒ์ ์์กดํ๋ค๋ ์ ์ด ์ด๋ฅผ ๋ท๋ฐ์นจํ๋ค. ์ด ๋ฐฉ์์ ์ฒ๋ฆฌ ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅด๋ ์ ์ ๋ณ์ด๋ก ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋ฐ๋๋ฉด ์ธก์ ์ค๋ฅ๊ฐ ์๊ธธ ์ํ์ด ํฌ๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ ํ์ฅ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ฅ ์ ์ ๊ฒ์ ๋๋ ์ฐจ์ด๊ฐ 100์ต ๋ฐฐ์ ๋ฌํด ๋ถ์์ด ๋งค์ฐ ๊น๋ค๋กญ๋ค. ๊ฒฐ๊ตญ ๋๋๊ฐ ๊ทนํ ๋ฎ์ ํต์ฌ ์ง๋ณ ํ์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์๋ณํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก ์ด์ด์ง๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ๋๋ ธ์ ์๋ก ํฌ์ฐฉํ 1,400๋ช ์ ํ์ฅ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ์๊ตญ ์ฐ์ปด ์๊ฑฐ ์ฐ๊ตฌ์(Wellcome Sanger Institute)๋ฅผ ๋น๋กฏํ ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๊ธฐ์กด ๊ธฐ์ ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๋ฉ์ฐ๊ธฐ ์ํด ์๊ตญ ๊ฑฐ์ฃผ ๋ฐฉ๊ธ๋ผ๋ฐ์๊ณ์ ํํค์คํ๊ณ ๋จ์์์์ธ 1,400์ฌ ๋ช ์ ํ์ก ์ํ์ ๋ถ์ํ๋ ์์ ์ ๋ค์ด๊ฐ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋๋ ธ์ ์๋ฅผ ํ์ฉํด ํ์ฅ ๋ด ๊ณ ๋๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๊ฑธ๋ฌ๋ด๊ณ ์ ๋๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋์ถํ๋ ๋นํ์ ๋๋ ธ์ ์ ๋์ถ ์ง๋๋ถ์๋ฒ(Nanoparticle-enriched Mass Spectrometry, NP-MS)์ ์ ๊ฒฉ ๋์ ํ๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์์ ์์ด ํ๋กํ ์ค๊ทธ๋ํ XT(Seer Proteograph XT) ํ๋ซํผ์ผ๋ก 5,700๊ฐ ์ด์์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ทธ๋ฃน์ ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก ๊ฒ์ถํด ๋ธ๋ค. 895๊ฐ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ๋ณด์ฌ์ค ๋จ๋ฐฑ์ฒด ์ง๋ ํ๋ณดํ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด์ ๋์กฐํด ๋จ๋ฐฑ์ง ๋๋์ ์ง์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ ๋์ ํ์ง ์์น(Protein Quantitative Trait Loci, pQTL)๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ 1,200๊ฐ ์ด์์ ์ ์๋ฏธํ ์ ์ ๋ณ์ด-๋จ๋ฐฑ์ง ์ฐ๊ด์ฑ์ ๊ท๋ช ํ์ผ๋ฉฐ, ์ด ๊ฐ์ด๋ฐ 895๊ฐ๊ฐ cis-๋จ๋ฐฑ์ง ์ ๋์ ํ์ง ์์น(cis-Protein Quantitative Trait Loci, cis-pQTL)๋ก ํ์ธ๋๋ค. ํนํ ๋ฐ๊ฒฌ๋ ๋ณ์ด์ ์ ๋ฐ๊ฐ๋์ ์ ๋ฝ๊ณ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ด์ฐฐ๋์ง ์์ ์๋ก์ด ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด๋ค. ๋น์ ๋ฝ๊ณ ์ง๋จ์ ์์ฐ๋ฅด๋ ๋ค๊ฐ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ง๋ณ ์ดํด์ ํ์์ ์์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๋๋ชฉ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด ํ๋ซํผ์ด ๋ณด์ง ๋ชปํ ์์ญ์ ์ฑ์ฐ๋ค ๊ธฐ์กด ์นํ์ฑ ๊ธฐ๋ฐ ๋ถ์๋ฒ์ธ ์๋ง๋ก์ง 11k(SomaLogic 11k) ๋ฐ ์ฌ๋งํฌ HT(Olink HT) ํ๋ซํผ์ ๋์ผํ ์ํ๋ก ๋น๊ต ๋ถ์ํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์ ์ ๋ณด์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ ์ฆํ๋ค. ์ง๋๋ถ์ ๊ธฐ๋ฐ ๋ถ์์ ์นํ์ฑ ํ๋ซํผ์ด ๋์น ๋ฉด์ญ๊ธ๋ก๋ถ๋ฆฐ ๊ฐ๋ณ ์์ญ์ด๋ ํน์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์กฐ๊ฐ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๊ท๋ช ํด ๋ธ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๊ฐ ๋ถ์ ํ๋ซํผ์ด ๊ฒ์ถํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ์์ญ์ด ์ง์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฅด๋ค๋ ์ฌ์ค์ด ๊ท๋ช ๋ ์ ์ด๋ค. ๊ทธ๋ ์ด๋ธ์ค๋ณ์ ์๋ก์ด ์๊ฐ๋ฉด์ญ ๊ธฐ์ ๊ท๋ช ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ฐ๊ตดํ pQTL ์๋ฃ๋ฅผ ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ด์ฑ ๋ถ์(Genome-Wide Association Study, GWAS) ๊ฒฐ๊ณผ์ ๊ฒฐํฉํด 21๊ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง์ด 44๊ฐ ์ง๋ณ ๋ฐ๋ณ์ ๊ด์ฌํ๋ค๋ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ป์๋ค. ๋ํ์ ์ธ ์๊ฐ ๊ฐ์์ ์๊ฐ๋ฉด์ญ ์งํ์ธ ๊ทธ๋ ์ด๋ธ์ค๋ณ(Graves' disease)์ ๋ณ๋ฆฌ ๊ธฐ์ ๊ท๋ช ์ด๋ค. ๊ทธ๊ฐ ๋ช ํํ ๋ฐํ์ง์ง ์์๋ IGLV3-21(Immunoglobulin Lambda Variable 3-21) ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ B์ธํฌ์ ์๊ฐ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ํด ์ง๋ณ ์ํ์ ๋์ธ๋ค๋ ์ฌ์ค์ ๋ฐํ๋๋ค. ์ด๋ ํฅํ ๊ทธ๋ ์ด๋ธ์ค๋ณ ํ์ ์น๋ฃ ์ค๊ณ์์ ์ ์ฉํ ๋์นจ๋ฐ์ด ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฑ๊ณผ๋ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์์ ์์ธ๋๋ ๋น์ ๋ฝ๊ณ ์ง๋จ์ ๋ถ์ํจ์ผ๋ก์จ ์ ๋ฐ์ํ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ํด์ํ๋ ๋๋ค๋์ ๋์๋ค. ํน์ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ์ด ์ง๋ ๊ณ ์ ํ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๊ท๋ช ํด ๋ง์ถคํ ์ ์ฝ ํ์ ๋ฐ๊ตด์ ์ ๊ตํํ๋ค๋ ํ๊ฐ๊ฐ ์ง๋ฐฐ์ ์ด๋ค. ์จ์ ํ ํ์ฅ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ์ง๋๋ฅผ ๊ทธ๋ฆฌ๋ ค๋ฉด ์ง๋๋ถ์๊ณผ ์นํ์ฑ ๊ธฐ๋ฐ ๋ถ์์ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉํด์ผ ํ๋ค๋ ์ค์ง์ ํ์ค ์ญ์ ์ ์ํ๋ค. ๋ฌผ๋ก ์์ ํ์ฅ์ ์์ฐฉํ๊ธฐ๊น์ง ํด๊ฒฐํด์ผ ํ ์์ ๋ ์กด์ฌํ๋ค. ๋๋ ธ์ ์ ๋์ถ ์ง๋๋ถ์๋ฒ์ ์นํ์ฑ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ซํผ์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ์ฅ๋น ์ด์ฉ ๋น์ฉ์ด ๋๊ณ ์๋๊ฐ ๋๋๋ค. ๋ํ 1,400์ฌ ๋ช ๊ท๋ชจ์ ์ฝํธํธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ธ๊ณ ๋จ์์์์ธ ์ ์ฒด๋ก ์ผ๋ฐํํ๊ธฐ์๋ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๊ฒ์ฆ์ด ์๊ตฌ๋๋ค. ํ์ ๊ณผ์ ๋ก๋ ๋ ๋ง์ ๋น์ ๋ฝ๊ณ ์ง๋จ์ ์์ฐ๋ฅด๋ ๋๊ท๋ชจ ์์ ์ค์ฆ ๋ถ์์ด ๊ผฝํ๋ค.
๐ก ์ ์ฝ ์ฐ์ ๊ณ๋ ๋น์ ๋ฝ๊ณ ๋ง์ถคํ ์ ์ฝ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ํ๋ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์์ ์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ ๊ทน์ ์ผ๋ก ํ์ฉํ ์ ์๋ค. ์์ปจ๋ ๋จ์์์์ธ์๊ฒ ์ ๋ณ๋ฅ ์ด ๋์ ์๊ฐ๋ฉด์ญ์งํ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ์ถ์งํ๋ ๋ฐ์ด์ค ๊ธฐ์ ์ ๊ฐ์ ํด ๋ณด์. ๊ธฐ์กด์๋ ์ ๋ฝ๊ณ ์ค์ฌ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ํ์ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์์ํ ๋จ๊ณ์์ ์์์์ธ ๋์ ํจ๋ฅ ๋ถ์กฑ์ด๋ ์์์น ๋ชปํ ๋ถ์์ฉ์ผ๋ก ์คํจํ ํ๋ฅ ์ด ๋์๋ค. ์ด์ ๋ ๊ท๋ช ๋ cis-pQTL ์ ๋ณด๋ฅผ ์น๋ฃ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ๋ซํผ์ ์ ๋ ฅํด ๋จ์์์์ธ ํ์๊ตฐ์ ์ต์ ํ๋ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ค๊ณํ๋ ์ผ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๋์๊ฐ ์์ ํ์ฅ์์๋ ํ์์ ํ์ก์์ IGLV3-21 ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ์ง๋จํด ๋ง์ถคํ ๋ฉด์ญ ์กฐ์ ์๋ฒ์ ์ฒ๋ฐฉํ๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ธฐ์ ๋ก๋ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์์ฉ๋ ์ ์๋ค. ์ด๋ ๋ถํ์ํ ์ฝ๋ฌผ ํฌ์ฌ๋ฅผ ์ค์ด๊ณ ์น๋ฃ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๋์ด๋ ์ง๋ฆ๊ธธ์ด ๋๋ค.
Molecular therapy. Nucleic acids๐ค AI ์์ฝ๋ฅ๋ฌ๋๊ณผ RNA ์์ง๋์ด๋ง ์ตํฉ, ํฌ์ ๋ฅ ๋ง์ถคํ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ฉ ๋ฆฌ๋ณด์ค์์น ์ค๊ณ ๊ฐ์ํ
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ ์ ์ ์น๋ฃ๋ ์ง๋ณ์ ๊ทผ๋ณธ ์์ธ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ผ๋ ์ฐจ์ธ๋ ์๋ฃ ๊ธฐ์ ๋ก ์๋ฆฌ ์ก์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ์ ์ธํฌ ๋ด์์ ์ธ๋ ์ ์ ์์ ๋ฐํ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ์ดํ๊ธฐ๋ ๋๋จํ ์ด๋ ต๋ค. ์์น ์๋ ์กฐ์ง์์ ์ ์ ์๊ฐ ๊ณผ๋ํ๊ฒ ๋ฐํํ๋ฉด ์ฌ๊ฐํ ๋ถ์์ฉ์ด๋ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ด ์ด๋ฐ๋๋ ํ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด์๋ ๋ ์์ฌ์ดํด๋ฆฐ(Doxycycline) ๊ฐ์ ํญ์์ ๋ถ์๋ฅผ ์กฐ์ ๋ฌผ์ง๋ก ํ์ฉํ๋ ์ ์ ์ ์ค์์น๊ฐ ์ฃผ๋ก ์ฐ๊ตฌ๋๋ค. ํ์ง๋ง ํญ์์ ๋ฅผ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ ํฌ์ฌํ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฉด์ญ ๊ฑฐ๋ถ ๋ฐ์์ด ์ผ์ด๋๊ฑฐ๋ ์์น ์๋ ์กฐ์ง์ ์ํฅ์ ์ฃผ์ด ์์ ์ฑ ๊ฒฐํจ์ด ๋ฐ์ํ๊ณค ํ๋ค. ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ณ ์ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ํต์ ํ๋ ์ ๊ท ์ค์์น ๊ธฐ์ ์ด ์ค๋ซ๋์ ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ์๋ค. ๋ฆฌ๋ณด์ค์์น(Riboswitch)๋ ๋ฆฌ๊ฐ๋(Ligand)๋ผ ๋ถ๋ฆฌ๋ ํน์ ๋ถ์์ ๊ฒฐํฉํ ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๋ฉฐ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ ์ค์ค๋ก ์กฐ์ ํ๋ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ฆฌ๋ณดํต์ฐ(Ribonucleic Acid, RNA) ๋ถ์๋ค. ์ด ์ค์์น๋ ๋ณต์กํ ์กฐ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ด RNA ๋จ๋ ์ผ๋ก ์๋ํ๋ฏ๋ก ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ฉ ์ ๋ฌ์ฒด์ ํ์ฌ ์ฉ๋์ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ ์ฝํด ์ค๋ค. ๋ค๋ง ์์ฐ๊ณ ๋ฐํ ๋ฆฌ์์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ ์ฒ์ฐ ์ค์์น๋ฅผ ํฌ์ ๋ฅ ์ธํฌ ํ๊ฒฝ์ ๋ง์ถฐ ๋ค์ ์ค๊ณํ๊ธฐ๋ ๋๋จํ ๊น๋ค๋ก์ ๋ค. ์ธ๊ณต์ ์ผ๋ก ์กฐ์ํ RNA ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋ณต์กํ ์ธ์ฒด ์ธํฌ ์์์ ๋ชฉํ ๋ฌผ์ง์๋ง ๋ฌ๋ผ๋ถ์ด ๋ช ํํ ์จยท์คํ(On-Off) ๋ฐ์์ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ด๋ ค์ ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์คํ์ธ ๋๋ฐ๋ผ ๋ํ๊ต(University of Navarra) ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ต๊ทผ ํ์ ์ง '๋ถ์ ์น๋ฃ ๋ฐ ํต์ฐ(Molecular Therapy - Nucleic Acids)'์ ๋ฐํํ ๋ ผ๋ฌธ์์ ์ด ๊ต์ฐฉ ์ํ๋ฅผ ๋ํํ ์๋ก์ด ์ด์ ํ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ์ด๋ค์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(Artificial Intelligence, AI) ๊ธฐ๋ฐ ๋ฅ๋ฌ๋(Deep Learning, DL) ๋ชจ๋ธ๊ณผ ์ด์ ์จ ์ ์ํ๋ฏธ๊ฒฝ(Cryo-electron Microscopy, Cryo-EM) ๋ฑ ์ต์ ๊ตฌ์กฐ์๋ฌผํ(Structural Biology) ๊ธฐ๋ฒ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋๊ท๋ชจ ํ์์ด ๊ฐ๋ฅํ ์ ๊ท ์ ํ ๊ธฐ์ ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ๋ง์ถคํ ๋ฆฌ๋ณด์ค์์น ์ค๊ณ๋ฅผ ๋จ๊ธฐ๊ฐ์ ์์ํ๋ ํ๋ซํผ์ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ์ด ํ๋ซํผ์ ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ํ ์์ด ๋ถ์ ๋ฐฉ์์์ ํํผํ์ฌ ๋ถ์ ๊ฐ์ 3์ฐจ์์ ์ํธ์์ฉ์ ์ปดํจํฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ผ๋ก ์์ธกํด ์ค์์น์ ์ ๋ขฐ๋๋ฅผ ๋์ธ๋ค. ์ค์ ๋ก ์ฐ๊ตฌํ์ DL ๋ชจ๋ธ์ ํ์ฉํด ์์ต ๊ฐ์ ๋ฌํ๋ RNA ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ ํ๋ณด๊ตฐ ๊ฐ์ด๋ฐ ๋ชฉํ ๋ฆฌ๊ฐ๋์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ฐ์ฐฉํ๋ ์ต์ ์ ์ ์ฒด(Aptamer) ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ ๋ณํ๋ค. ์ด ๊ตฌ์กฐ๋ ์ธํฌ๋ง์ ์ ํต๊ณผํ๋ฉฐ ์ธ์ฒด ์์ ์ฑ์ด ๊ฒ์ฆ๋ ์์ ๋ฑ๊ธ ๋ฆฌ๊ฐ๋์ ์ ๊ตํ๊ฒ ๋ง๋ฌผ๋ ค ์๋ํ๊ฒ ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ๋ฐํ ๋ฆฌ์์ ์งํต์๋ฌผ์ ๋ถ๋ฆฌ๋์ด ์กด์ฌํ๋ ์ฒ์ฐ ์ค์์น์ ์ฐจ์ด์ ์ ๊ท๋ช ํ๊ณ , ํฌ์ ๋ฅ ์ธํฌ ๋ด์์ ์กฐ์ ์ ํธ๊ฐ ์์ค๋์ง ์๋๋ก ์ด๋ณด(Expression) ํ๋ซํผ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ต์ ํํ๋ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ค๊ณํ๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ฆฌ๋ณด์ค์์น ๋ชจ๋ธ์ด ์ ์ ์๋ฅผ ์ผ๊ณ ๋ ๋์ ๋ฐํ๋ ์ฐจ์ด๊ฐ 2~3๋ฐฐ ์์ค์ ๋จธ๋ฌผ๋ ๋ ๋ฐ๋ฉด, ์ปดํจํฐ๋ก ์ค๊ณ๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ค์์น๋ ๋ฆฌ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฒฐํฉํ์ ๋ ์ ์ ์ ๋ฐํ์ 10๋ฐฐ ์ด์ ์ ๋ํ๋ ๊ฐ๋ ฅํ ์๋ ํจ์จ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ์๋ค. ๋ํ ์ ํ์ฑ ๋ถ๋ณ ๊ธฐ์ค ์ญ์ ๋ํญ ํฅ์๋์ด ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋งค์ฐ ์ ์ฌํ ๋นํ์ ๋ฌผ์ง์๋ ์ผ์ ๋ฐ์ํ์ง ์๋ ์ ๋ฐํจ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ทธ๊ฐ ์คํ์ค ์์ค์ ๊ฐ๋ ์ฆ๋ช ์ ๋จธ๋ฌด๋ฅด๋ RNA ์น๋ฃ ๊ธฐ์ ์ ์ค์ ์์์ฉ ์น๋ฃ์ ๋ก ๋์ฝ์ํฌ ์ค์ํ ๊ณ๊ธฐ๋ก ํ๊ฐ๋ฐ๋๋ค. ํนํ ํฌ์ฌ ์ฉ๋์ ์ธ๋ฐํ ์ ์ด๊ฐ ํ์์ ์ธ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฉด์ญ์ธํฌ ์น๋ฃ์ ๋ ์ ๋ฐ ํธ๋ฅด๋ชฌ ๋ถ๋น ์กฐ์ ์ด ์๊ตฌ๋๋ ํฌ๊ท ์งํ ์์ญ์์ ์ ์ฉํ๊ฒ ์ฐ์ผ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ค๋ง ์ด๋ฅผ ํ์ ๋ชธ์์ ์ง์ ์ฃผ์ ํ๋ ์์ ํ์ผ๋ก ์์ฉํํ๊ธฐ๊น์ง ๋์ด์ผ ํ ๊ธฐ์ ์ ์ฅ๋ฒฝ๋ ์ฌ์ ํ ์กด์ฌํ๊ณ ์๋ ์ค์ ์ด๋ค. ์ฐ์ ์ธ๋ถ์์ ํฌ์ ํ๋ ๋ง์ถคํ ๋ฆฌ๊ฐ๋๊ฐ ์ฒด๋ด์์ ์์ ํ๊ฒ ๋ถํด๋์ด ๋ฐฐ์ถ๋๋์ง, ์ฅ๊ธฐ ๋ณต์ฉ ์ ๋ ์ฑ์ ์ ๋ฐํ์ง ์๋์ง ๋ฉด๋ฐํ ๋ฐํ๋ด์ผ ํ๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋ฆฌ๋ณด์ค์์น๋ฅผ ์ ๋ฌํ๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฒกํฐ ์์ฒด์ ๋ํ ์ธ์ฒด ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ต์ํํ๋ ์์ ๋ ํฅํ ํด๊ฒฐํด์ผ ํ ๊ณผ์ ๋ค. ๊ทธ๋ผ์๋ ์ฐ๊ตฌํ์ ํ ๋จ๊ณ ๋ ๋์๊ฐ ํ์๊ฐ ์ง์ ์ ๋ ์ฝ๋ฌผ์ ๋จน์ง ์์๋ ์ง๋ณ ์ํฉ์์ ์๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ๋์ฌ๋ฌผ์ง(Disease-generated Metabolites)์ ๊ฐ์งํด ์น๋ฃ ์ ์ ์๋ฅผ ๊ฐ๋ํ๋ '์์จํ ์กฐ์ ์ค์์น'๋ฅผ ๋ฏธ๋ ์ฒญ์ฌ์ง์ผ๋ก ๋ด๊ฑธ์๋ค. ์ธ์ฒด ๋ด๋ถ์ ์ํ ์ ํธ์ ์ค์ค๋ก ์๋ตํ์ฌ ์น๋ฃ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ํ์ํ ๋งํผ๋ง ๋ด๋ณด๋ด๋ ์ง๋ฅํ ์์จ ์๋ฃ ์๋๊ฐ ๋จธ์ง์์ ์ด๋ฆด ๊ฒ์ด๋ผ๋ ๊ธฐ๋๊ฐ ๋์จ๋ค.
๐ก ๋ฆฌ๋ณด์ค์์น ์์ง๋์ด๋ง ๊ธฐ์ ์ด ์์ฉํ๋๋ฉด ๋ง์ฑ ์งํ ํ์๋ค์ ์น๋ฃ ํธ์์ฑ์ด ๋์์ง๋ค. ์ผ๋ก๋ก ๋น๋จ ํ์๊ฐ ํน์ ์ํ ์ฑ๋ถ์ด ๋ ์ฝ ์์ฝ์ ์ผํค๋ ํ๋๋ง์ผ๋ก ์ฒด๋ด ์ธ์๋ฆฐ ์ ์ ์ ๋ฐํ๋์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒ ์ ์ดํ ์ ์๋ค. ๋งค์ผ ์ฃผ์ฟ๋ฐ๋์ ๊ฝ์์ผ ํ๋ ๋ฒ๊ฑฐ๋ก์์ ๋์ด์ฃผ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๋ค. ํญ์ ๋ถ์ผ์์๋ ์ ์ฉ ๊ฐ์น๊ฐ ํฌ๋ค. ๊ณ ๋ ์ฑ ํญ์ ์ ์ ์๋ฅผ ์ฃผ์ ํ ๋ค, ์์ธํฌ๊ฐ ๋ฐ์งํ ๊ตฌ์ญ์์๋ง ์๋ํ๋๋ก ์์ ํ ์ ๋ ๋ฌผ์ง์ ๊ฒฝ๊ตฌ ํฌ์ฌํ๋ ์ ๋ฐ ์ ์ด ์น๋ฃ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ๋ฐ์ด์ค์ ์ฝ ์ ๊ณ ์ญ์ ๋ฐ๊ธฐ๋ ๋ถ์๊ธฐ๋ค. ๋ณต์กํ ๋จ๋ฐฑ์ง ์กฐ์ ์ธ์๋ฅผ ์ ์ ์ ์ ๋ฌ์ฒด์ ์ต์ง๋ก ์ฑ์ฌ๋ฃ์ ํ์๊ฐ ์์ด์ ธ, ๋ฒกํฐ์ ์ ์ฌ ์ฉ๋(Packaging Capacity) ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๋ ๋ฐ ํฐ ๋์์ด ๋๋ค. ์ ์กฐ ๊ณต์ ์ ๋จ์ํํด ์์ฐ ๋จ๊ฐ๋ฅผ ๋ฎ์ถ๋ ๋ฐ๋ ๋งค์ฐ ์ ๋ฆฌํ๋ค.
Scientific reports๐ค AI ์์ฝ๋จธํด ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ค๋ง๋ฐ์ด๋ฌ์ค ํ์ ๋ค์ค ์ํผํ ํ mRNA ๋ฐฑ์ ์ ๋ฉด์ญ์์ฑ ๊ฒ์ฆ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๋จธํด ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ค๋ง๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ํ ์์ธ ํฉํ์ด๋ ํ์ ํ์ ํ๊ณ์ ๋จธํด ์ธํฌ์ R&D์ ๋ฉด์ญ ํ์ถ ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๋จธํด ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ค๋ง๋ฐ์ด๋ฌ์ค(MCPyV) ์ ๋ ๋จธํด ์ธํฌ์(MCC) ์น๋ฃ ์ค๊ณ ๋ฐ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๋จ์ ์ ์ด๊ณ ์ ์ ์ธ ํญ์ ์์ธก์ ์์กดํ์ฌ ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋ณต์กํ ๋ฉด์ญ ์ต์ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๋ ธ์ถํด ์์ต๋๋ค. ํนํ ์ข ์์ด ์ ๋ํ๋ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ํ์ ๊ฐ๋ณ ์ข ์ ํญ์์ ์ข ๊ฐ ์ด์ง์ฑ, ๋ฉด์ญ ๊ด๋ฌธ ์ฐจ๋จ์ ๋ํ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ก ์ธํด ์ค์ ์์ ํ์ฅ์์ ์ ํจ ์๋ฐฉ ๋๋ ๋ฐ ์ธํฌ๋ ์ฑ T ๋ฆผํ๊ตฌ(CTL)์ ์ข ์ ๋ถ์ ์์ฐฉ๋ฅ ์ ์ฌ์ํ๋ ๋ฐ ๋ฒ๋ฒ์ด ์คํจํ์ต๋๋ค. ์ ํต์ ์ธ ๋ฉด์ญ ์ ๋ณดํ ๋ถ์ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ํผํ ํ์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ ์ฐ์ฑ๊ณผ ๋ฌผ์ฑ์ ์น์์ฑ์ ๋ค์ฐจ์์ ์ผ๋ก ํ๊ฐํ์ง ๋ชปํด ์์ฒด ๋ด์์ ํญ์์ด ์กฐ๊ธฐ์ ๋ถํด๋๊ฑฐ๋ ๋นํน์ด์ ์์ง์ ์ผ์ผํค๋ ์์ธก ๋ถ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ํต์ ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ ์ต๋๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ ๋์ญํ ๋ฐ ์ด์ญํ์ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ๊ฒฐ์ฌ๋ ์ ์ฐ ์ ์ด ์์คํ ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ค๊ณ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์ด๋ํ๊ณ , ์ด๋ ๋์ ํ๋ฝ๋ฅ ๋ก ์ด์ด์ง๋ R&D ๋ณ๋ชฉ์ ํ์ฑํ์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์ ์ฐ ๊ตฌ์กฐ ์๋ฌผํ ๊ธฐ๋ฐ ๋ฉํฐ ์ํผํ ํ mRNA ์ค๊ณ ๊ฐ๋ ๋ฐ ํจ ์ ์ฌ ์์ฉ์ฒด 3 ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ด๋ฌํ ํ๊ณ๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๊ธฐ ์ํด ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ MCPyV์ ํต์ฌ ๊ตฌ์กฐ ํญ์์ธ VP1, VP2 ์บก์๋ ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ ๊ณ ๋๋ก ๋ฉด์ญ์์ฑ์ ๋ ๋ Large T ๋ฐ small T ์จ์ฝํ๋กํ ์ธ ์ข ์ ํญ์์ ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ์ปค๋ฒํ๋ ๋ฉํฐ ์ํผํ ํ mRNA ๋ฐฑ์ ๋๋ฉ์ธ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ํ๋ซํผ์ ํตํด ๋ชจ๋ธ๋งํ์์ต๋๋ค. ์ธํฌ ์์ค์ ๊ณต๊ฐ์ ํด์๋๋ฅผ ์ฌ์ํ๊ธฐ ์ํด CD4+ ํฌํผ T ๋ฆผํ๊ตฌ(HTL) ๋ฐ CD8+ CTL ํ์ ์ํผํ ํ 19์ข ์ ์ ๋ณํ๊ณ ์ด๋ค์ ๋ ์ฑ, ์๋ ๋ฅด๊ธฐ ์ ๋ฐ์ฑ, ๊ณ ์ ๋ฉด์ญ์์ฑ ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์๋ฅผ ๋๊ธฐํํ์ฌ ๋ค์ฐจ์ ํ ์๋ก ๋งคํํ์ต๋๋ค. ์ค๊ณ๋ ๋ฐฑ์ ์ ๋ถ์์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ํ๊ฐํ๊ณ ์ TIP3P Orthorhombic ์ํฐ ๋ฐ์ค ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ณต๊ฐ๊ณผ 150mM ์๋ฆฌ์ ์ผ๋๋ ์กฐ๊ฑด ํ์์ 100ns ๋ถ์ ๋์ญํ(MD) ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ์์จ ๋ฐ 1๊ธฐ์ ํ์ ๊ถค์ ์ ์ถ์ ํ์์ผ๋ฉฐ, 94.6%์ ๋ฌํ๋ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์๊ธฐ๊ฐ Ramachandran ํ๋กฏ์ ํ์ฉ ์์ญ์ ์์นํ๋ ๋์ ๊ตฌ์กฐ์ ์์ ์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ์ต๋๋ค. ๋์๊ฐ TLR3 ์์ฉ์ฒด์์ ๋ํน ์ค์บ ๊ฒฐ๊ณผ -318.56 KJ/mol์ ์ฐ์ํ ๋ํน ์ค์ฝ์ด ๋ฐ 0.9668์ ๋์ ์ ๋ขฐ ์ง์๋ฅผ ํ๋ํ์์ผ๋ฉฐ, MM-GBSA ๊ธฐ๋ฒ์ ์ด์ฉํ ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๋ถ์์ ํตํด -1500์์ -2000 kcal/mol์ ์ด๋ฅด๋ ๊ท ์ผํ๊ณ ๊ฐ๋ ฅํ ์ด์ญํ์ ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ํ๋ํ์ฌ ๋ฉด์ญ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ํ์ฑ ์ ๋๋ฅผ ์ค์ฆํ์ต๋๋ค. ํจ ์ ์ฌ ์์ฉ์ฒด ๋ฉด์ญ ๊ฐ์ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ณธ ์ ์ฐ ํ๋ซํผ์ ํตํด ๋์ถ๋ ์น์์ฑ ๋ฉด์ญ์์ฑ ๋งคํธ๋ฆญ์ค(ํ๊ท ์์น -8.95)๋ ํ์๊ตฐ์ ๋ถ์ ํํํ ๋ฐ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๊ฒ๋ ๋ณ์ด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification) ๋ชจ๋ธ ๊ตฌ์ถ์ ํต์ฌ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. TLR3 ์ ํธ ์ ๋ฌ์ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ๊ฒฝ์์ ์ ๋ฐ ์ ์ดํ๋ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๊ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ, ํ์์ ๋ฉด์ญ ์ต์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ์์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ง์ถคํ ์ฉ๋ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ก์ต๋๋ค. ์ด๋ ์์ฃผ์ ๊ณผ๋ํ ์๊ฐ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ด๋ ๊ณผ์ผ์ฆ์ฑ ํญํ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถ์์ฉ์ ์ฌ์ ์ ์ฐจ๋จํ๊ณ , ์ข ์ ์ฌ๋ฉธ์ ํ์ํ ์ต์ ์ ์ธํฐํ๋ก ๊ฐ๋ง ์์ฑ ์ ๋ ๊ฒฝ๋ก๋ง์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ๋ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ์ด ๋ฐฑ๋ณธ์ ํ์ฑํฉ๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์์ดํ ๋์ฌ ํ๋กํ์ผ์ ๊ฐ์ง MCC ํ์๊ตฐ ๋ด์์๋ ์น๋ฃ์ ๋ฉด์ญ ํญ์์ฑ์ด ์ผ์ ํ๊ฒ ์ ์ง๋๋๋ก ๋ฉด์ญ ์ญํ ๋ณ์๋ฅผ ์์ธกํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ๋ฉด์ญ์ ์ ํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ๊ณ์ฐ ๊ณผํ ํ๋ ์์ํฌ๋ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ ์ฌํ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์ฒด๊ณ์์ ์ด์ ๋ฐ AI ์ ์ฐ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ๋ฆฌ์ ํ๋ ๊ธฐ์ ์ด ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. E. coli ๋ฐํ ๋ฒกํฐ ์ต์ ํ๋ฅผ ์ํ ์ฝ๋ ๋ณด์ (GC ํจ๋ 53.41%๋ก ๊ฐ์ ) ๋ฑ ์์ฐ ๋ค๊ฐํ ์ค๊ณ ์ญ์ ์๋ฃ๋์ด, ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ ๋ฐ ๋ฐ์ด์คํ ์ด ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํด ์์ฐ ๊ณต์ ์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ฐจ๋จํ ์ ์๋ ์ ์ฐ์ ๋ ์ ๊ธฐ์ ํด์๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ์์์ํ๊ณํ(IND) ์น์ธ์ ํ์ํ ADME-Tox ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ์๋นํ์ฌ ํ๊ฐ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ฉฐ, ์น๋ฃ ๋ฐ์ ์์ธก์ ์ํ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๋ก ์ฐ๋๋ ์ ์์ต๋๋ค. ์ต์ข ์ ์ผ๋ก cGMP ์ ์กฐ ๊ณต์ ์ ํจ์จํ์ ํ๊ฐ ๊ท์ ํ๋ ์์ํฌ์ ๋์งํธ ๊ท๊ฒฉ ๋์๋ ฅ์ ํ๋ณดํ์ฌ ์ค๋ฏน์ค ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ฐ ๋ฐ์ด์คํ ๋น์ฆ๋์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํ์ฅ์ ์ ๋ฐฉ์์ ์ผ๋ก ์ง์ํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฉํฐ ์ํผํ ํ mRNA ๋ฐฑ์ ํ๋ซํผ ๊ตฌ์ถ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ MCPyV ๋ฉด์ญ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐฑ์ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ TLR3 ์์ฉ์ฒด์ ๋ค์ค ํญ์ ๊ฐ์ ์ํธ์์ฉ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ค๋ฏน์ค ์์ง์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ข ์ ์ธํฌ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ๋ฐ ๋ฉด์ญ ํํผ์ ์ํ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์ ๋ง์ถคํ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ 19์ข ์ ๊ณ ๋ฉด์ญ์์ฑ ์ํผํ ํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋ฉด์ญ์ ๋ณด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ํญ์ ๋ฐ์ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ ์์ฉ์ฒด์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋จธํด ์ธํฌ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ฝ๋ ์ต์ ํ ์์น ๋ฐ ์ด์ญํ์ ์์ ์๋์ง ์งํ๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ ํจ์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋ฅ๋ฌ๋ ์ํ์ค ๋ชจ๋ธ์ด ์์ธกํ๋ ๋น์ํธํ ๋ณ์ด์ ์ธํฌ ์ ํ๋ณ ์ ์ ์ ๋ฐํ ์ํฅ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ธํฌ ๋ถํ์ฑ ๊ณํต ์กฐ์ ์ ๋ณต์ก์ฑ๊ณผ ์ ๊ฒฝ๊ณ ์งํ R&D์ ๋น์ํธํ ์กฐ์ ์์ญ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ์งํ ์ฐ๊ด์ฑ ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ด ๋ถ์ ๊ธฐ๋ฒ๋ค์ ๋๊ฐ ๋จ์ผ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธํ ์์ญ์ ํธ์ค๋ ๋จ์ ์ ๋ฐ ์ ์ ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์์กดํด ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ข ๋์ ์ ์ ์ํ ์ ์ ์ ๋ฐํ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ๊ณผ ์ ์๋ฏธํ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋ฐํ๋ ๋ค์ธ์์ฑ ์งํ R&D์์ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๋ ธ์ถํ๋ค. ํนํ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ ๊ณผ์ ์์ ์กฐ์ ์ธ์์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ํธ์์ฉ ๋ฐ ์ผ์ฐจ์ ์ผ์์ง ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์ ์ค๋๋ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ง์ฐ์ค ๋ฑ ์ด์ข ์๋ฌผ ๋ชจ๋ธ๊ณผ ์ธ๋ฅ ๊ฐ์ ์ ์ฌ ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์ฌ์ดํธ ์งํ์ ๊ดด๋ฆฌ๋ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์์ธก ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์คํจ์ฑ์ ๋ง๋น์์ผฐ๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์์ธ ํ์ด๋จธ๋ณ, ์ ์ฒ์ฑ ์ฌ์ฅ๋ณ, ์กฐํ๋ณ ํ์ ๊ฐ๊ณ์ ์ ์ ์ฒด ์์ด ์ค 98%์ ๋ฌํ๋ ๋น์ํธํ ์์ญ ๋ด ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ณ์ด๋ค์ด ์ด๋ป๊ฒ ๋ณ๋ฆฌ์ ์ ์ฌ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ๊ต๋ํ๋์ง์ ๋ํ ๋ค์ฐจ์์ ๋ถ์์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ณ์ด๋ค์ ์ํ๋ฅ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค์ ์ธํฌ ํน์ด์ ์ ์ฌ ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์ญ์ถ์ ํ์ง ๋ชปํจ์ ๋ฐ๋ผ, ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ํ์ ํ์ ์กฐ์ง ๋ด ์ธํฌ ์์ค์์ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋ ๋ฐ ๋ฐํ ์กฐ์ ์ ์๋ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ฌ์ํ๋ ๋ฐ ์คํจํ๊ณ , ๊ฒฐ๊ตญ ์์์ํ ๋จ๊ณ์์ ์์ธก๋์ง ์์ ์ฝํจ ๊ฒฐํ๊ณผ ๋ ์ฑ ๋ณ๋ชฉ์ ๋ง์ฃผํ ์๋ฐ์ ์์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ค์ค ์ธํฌ ํด์๋ ์์ด ๋ชจ๋ธ ๊ธฐ๋ฐ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ํ์ฑ ํ ์ ๋๊ธฐํ ๋ฐ ์ ์ฌ ๋คํธ์ํฌ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ 100๊ฐ ์ด์์ ํ์ ๋ฐ ์ฑ์ธ๊ธฐ ๊ธฐ๋ฅ ์ธํฌ ์ ํ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์น ๋ค์ฐจ์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋ ์คํํธ๋ผ ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ณ์ฐ์ ์ผ๋ก ํตํฉํ๋ ๋ฅ๋ฌ๋ ์์ด ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์ข ๋์ ๊ธฐ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ํํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ์งํ์ ์ ํ์ฑ ๋งคํธ๋ฆญ์ค ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฌ์ธต ์ ๊ฒฝ๋ง ์ํค์ฒ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ, ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ๋ฐํ ์กฐ์ ์ธ์๋ค์ ๋ฐ์ธ๋ฉ ์นํ๋, ๋จ๋ฐฑ์ง-DNA ์ํธ์์ฉ ์์ ์๋์ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ฌ ์๋ ์์์ ๋ฏธ์น๋ ๊ธฐ๋ฅ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ์ ๊ณ์ฐํ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ณ์ฐ์ ์ํ์ค ํน์ด์ ๊ณต๊ฐ ์ธํธ๋ก ํ๋ก๋ชจํฐ ์ธํธ์์ ์ํธ์์ฉ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ตฌ์กฐ๋ก ์ธ์ ํ์ฌ ๋๊ธฐํํ๋ ์๋ฆฌ๋ฅผ ํตํด ๊ตฌํ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ ์ฐ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์์ ํ ์ ๊ฑฐํ ์ํ์์ ์์ธ ํ์ด๋จธ๋ณ, ์ํ ์คํํธ๋ผ ์ฅ์ , ์ ์ฒ์ฑ ์ฌ์ฅ ์งํ, ์กฐํ๋ณ ํ์๊ตฐ์ ๊ณ ์ ์ธ๊ณผ ๋ณ์ด๋ฅผ ์ ๋์ ์ผ๋ก ์ฐ์ ์์ํํ๋ค. ๊ธฐ์ฑ ์์๋ธ ๋ถ์ ๋ชจ๋ธ์ ์ฑ๋ฅ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ ์ธํฌ ์ ํ๋ณ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ ํ๋ณด๋ ๊ฒ์ฆ ์์ ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ณผ์ ๋์ ์ฐ๋์ ํตํด ์ ์ฐ ์์ธก์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ฒ ์ ํ ์ค์ฆํ๋ค. ๋น์ํธํ ์ ์ฌ ์กฐ์ ๊ฒฝ๋ก์ ์ ๋ฐ ํต์ ์ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ณธ ์ํคํ ์ฒ์ ์ ๋ฐํจ์ ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๊ธฐ๋ฐ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ํตํด ํ์์ ๊ฐ๋ณ ๋ถ์ ํํํ๊ณผ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ์คํํ๋ ๋ฐ์ ์ ์ ์ ์ด๋ฃฌ๋ค. ์ ์ ๋ณ์ด์ ์ํด ๋ณํ๋ ์ธํธ์ ๋ฐ ํ๋ก๋ชจํฐ ๊ฒฐํฉ๋ถ์ ์ ์ฌ ์ ๋ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ์ ๋ํํ ๋ค, ์ด๋ฅผ ํ๊ฒ ์์ด ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํ ๋ถ์ ์ฐ์ฐ ์ฅ์น๋ก ๊ณ์ฐํ์ฌ ๋ณ๋ฆฌ์ ์ํ์ ์ธํฌ ํ๊ฒฝ์ ์ญ์ถ์ ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ธ๋ถ์ ์ธ ์ง๋ณ ์ ๋ฐ ์๊ทน์ด๋ ์ ์ฌ ์ธ์ ๊ฒฐํ ๋ฑ ๋ณ์น์ ์ธ ์คํธ๋ ์ค ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ํ์์๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ํญ์์ฑ ์ ์ง ๋ฐ ๊ฐ์ญ์ ํผ๋๋ฐฑ ๋ฃจํ ์กฐ์ ์์คํ ์ด ๋ฌด๋์ง์ง ์๋๋ก ์ ๋ํ๋ ์ ํจ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์กฐ์จ ๋ฐฑ๋ณธ ํ๋ ์์ํฌ๊ฐ ๋ง๋ จ๋์๋ค. ์ด๋ ์น๋ฃ ๋ชฉ์ ์ ๋น์ํธํ ๋ถ์ ์ง์ ๊ต์ ์ ํน์ ํ์ ์ธํฌ ์ ํ ์ด์ธ์ ํ๊ฒฝ์์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ๋ ์ฑ ์์์ฑ ์ ํธ๋ฅผ ์์ฒ ๋ฐฐ์ ํ์ฌ, ํ์์ ์์ฒด ์ ํธ๊ฐ ์ ์ ํญ์์ฑ ๊ถค๋๋ก ์์ ํ๊ฒ ๊ฐ์ญ ๋ณต๊ทํ ์ ์๋ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ ์ฐ ๋ชจ๋ธํํ ๋ ๋ณด์ ์ฑ๊ณผ๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ์ด๋ก์จ ์ ์ ์ฒด R&D์ ํต์ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ ์ฌํ ์ฒ๋ฐฉ ์์ฃผ์ ์ ์ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ฐ์ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๋ณด์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ๋ ์์ํฌ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ๋๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ํํฐ์ด ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ ๋ฐ B2B ๋ฐ์ด์คํ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋์๋์ผ๋ก์จ ์ธํฌ์ฃผ ๊ฐ ์ ์ ์ ํ๋ฅ๋ ์คํ ์ฅ๋น ํธ์ฐจ๋ก ์ธํด ๊ธฐ์ธํ๋ ๋ค์ฐจ์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ค. ๋ ๋์๊ฐ ๋ณธ ๊ณ์ฐ ์์ง์ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด์ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ๊ท๊ฒฉ์ ์ ์ ์ฒด ์์ธก ์์ค์์ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ถฉ์กฑํ๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ๊ธฐ์ ๋ฐ ์ํฐ์ผ์ค ์ฌ๋ฆฌ๊ณ ๋ดํด๋ ์คํ์ด๋(ASO) ์ ์ฝ์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ ์ฒญ ๋จ๊ณ์์ ์ ์ฌ ๊ฒฐํฉ ๋์ญํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํจ์ผ๋ก์จ ๊ท์ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋ ๋ณด์ ์ธ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธ๋ก๋ฒ ์ธํ๊ฐ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค์ ์ฝ์ด์ ๊ฐ๋๋ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ธํฌ ์ ํ๋ณ ๋น์ํธํ ๋ณ์ด ๊ธฐ๋ฅ ์์ธก ์ฑ๊ณผ๋ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ ์ฌ ์กฐ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ค์ถ์ ๊ฒฝ๊ณ ํฌ๊ท ๋์น ์งํ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋๋ฐ์ง๋จ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋๋ ํผ์ง ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด์ ํ์ฐ ๋ฐ ์๋ฐ๋ก์ด๋ ์ ์ฌ ์ต์ ๊ฒฐํฉ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ธฐ๋ฐ ํ ์ ์ค์บ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์์ธ ํ์ด๋จธ ํ์์ ์ ๊ฒฝ ํดํ ์ง์ฐ ๊ณจ๋ ํ์์ด๋ผ๋ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ธ์ง ์ ๊ฒฝ๋ง ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ 100๊ฐ ์ด์์ ์ ์ ์ธํฌ ๊ณํต๋ณ ์งํ ์ ์ฝ ์ง์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค Ensembl ๋ฐ gnomAD ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๋ก ์์ฉํ๋ ๋น์ธ๊ณผ์ ๋์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋น์ํธํ ์ ์ฌ ์ฆ๊ฐ ํ์ ์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๊ฒฝ๊ณ ๋ฐ ์ ์ฒ์ฑ ๋์ฌ๊ณ ํ์ ์์ญ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์์ด ๋ชจ๋ธ ๊ธฐ๋ฐ์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ์กฐ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ํ์ฑ๋ ์์ธก ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์ ์ด์ง์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
- Nature Biotechnology๐ค AI ์์ฝ
์ ๋ฐ ์ ์ ์ ๊ต์ ๊ธฐ์ 'fPE7max'๋ก ์ฌ์์ฒด ๊ท ๋ฅ์ ์ ์ฉ ๋์ฌ ๋ฌผ์ง ์์ฐ์ฑ ํฅ์
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๋น์๋ ๋ง๋จ ์ ํฉ ๋ณต๊ตฌ์ ํ๊ณ์ ์ง๊ท ์ ๋ ์์ฝํ R&D์ ๋์ฌ ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ์ ํต์ ์ธ ์ฌ์์ฒด ๊ท ๋ฅ(filamentous fungi) ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ์ฉ ๋์ฌ์ฒด R&D๋ ๊ท ์ฃผ ๊ณ ์ ์ ์ง๋ฐฐ์ ์ธ ๋น์๋ ๋ง๋จ ์ ํฉ(NHEJ) ๋ณต๊ตฌ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ธํ ์ด์ค๊ฐ๋ฅ ์ ๋จ(DSB) ๋ ธ์ด์ฆ์ ์ง๋ ํ๊ฒ ๋ฎ์ ์๋ ์ฌ์กฐํฉ(HR) ํจ์จ์ด๋ผ๋ ํ๊ณ์ ์ง๋ฉดํด ์์ต๋๋ค. Aspergillus niger๋ Aspergillus fumigatus ๋ฑ ๊ท ์ฃผ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ ์ ์ฒด ํ๊ฒฝ์์, ๋จ์ผ ์ผ๊ธฐ ์นํ, ์ ๋ฐ ์ฝ์ ๋ฐ ๊ฒฐ์ค ์ ๋๋ ๋ฌด์์์ NHEJ ์ค๋ฅ๋ก ์ธํด ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ ๋์ฌ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ๋งคํธ๋ฆญ์ค์ ์๊ณก์ ์ด๋ํ์ต๋๋ค. ํนํ Novonesis ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์คํ ์ ๋๊ท๋ชจ ํจ์ ์์ฐ ๋ฐ 2์ฐจ ๋์ฌ์ฐ๋ฌผ R&D ๋จ๊ณ์์, ํ์ ์ ์ ์๊ตฐ์ ์์ด ๋ณ์ด๊ฐ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ํ๋ญ์ค ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ๋ฃจํ์ ๋ฏธ์น๋ ๋ณํ๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ๋ก ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํด ์ ํจ ํ์ฑ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ๋ ๋ฐ ์คํจํ์์ต๋๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ ๋ฐ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ฆ ์์ง์ ์ง์ฐ์์ผ ๋์ฌ ์์ง๋์ด๋ง R&D์ ํต์ฌ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ตฌ๊ฐ์ผ๋ก ์์ฉํด ์์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: fPE7max ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ ์ธํฌ ํด์๋ ์ค๋ฏน์ค ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ด๋ฌํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ ํํํ๊ธฐ ์ํด ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฌ์์ฒด ๊ท ๋ฅ์ ์ต์ ํ๋ ๊ณ ํจ์จ ํ๋ผ์ ์๋ํฐ ์์คํ ์ธ fPE7max ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๊ณ , ์ ์ ์ฒด ๋ํน ์ DNA-RNA ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๊ณ์ฐ์ ํฌํจํ๋ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ๊ฐ๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๋์ ํ์์ต๋๋ค. fPE7max๋ ์ด์ค๊ฐ๋ฅ ์ ๋จ ์์ด ๋จ์ผ ๊ฐ๋ฅ ๋๋ง์ ํ์ฑํ์ฌ ์ญ์ ์ฌ ํจ์์ pegRNA ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ ํตํด ์ ๋ฐ ์ผ๊ธฐ ๋ณ์ด, ์ฝ์ ๋ฐ ๊ฒฐ์ค์ ์ต๊ณ 90% ํจ์จ๋ก ์ ๋ํ๋ ํ๊ดด์ ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ์ ์ฆํ์์ต๋๋ค. 2026๋ 6์ 30์ผ Nature Biotechnology(doi:10.1038/s41587-026-03202-4)์ ๊ฒ์ฌ๋ ์ด ๊ธฐ์ ์ ๋จ์ ์ ์ ์ ํธ์ง ํด์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํฉ๋๋ค. ๋จ์ผ ์ธํฌ ํด์๋์ ๋ฉํฐ์ค๋ฏน์ค ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ฒฐํฉํ 3์ฐจ์ ์ ์ฐ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ์ฌ, fPE7max ์ ์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฌ์์ฒด ๊ท ๋ฅ ๋ด ์ ์ฌ ์กฐ์ ์ธ์ ์ ๋ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ฐ ๋์ฌ ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ์คํ ์ค๊ณ ์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ์์์ฑ ํ์ ์ ํธ๋ฅผ ์ฌ์ ๋ฐฐ์ ํ๊ณ , ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ํ์ ์ผ๋ก ์ ๊ฑฐํ์ฌ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ ์ฒด ์์ง๋์ด๋ง์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ ๋ก ์๋ ์์ค์ผ๋ก ์ ์ฆํ ํ์ ์ ์ค์ฆ ์ฌ๋ก์ ๋๋ค. ์ด์ฐจ๋์ฌ ์ํฉ์ฑ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ fPE7max ํ๋ซํผ์ ํตํด ์ฌ์์ฒด ๊ท ๋ฅ์ ํน์ 2์ฐจ ๋์ฌ ํฉ์ฑ ๊ฒฝ๋ก์ธ ๋น๋ฆฌ๋ณด์ ํฉํ์ด๋ ํฉ์ฑํจ์ ํ์ฑ ๋๋ฉ์ธ ๊ตฌ์กฐ์ ์จ์ ๋จ๊ณ ๋ฐ์ ์๋ ์์๋ฅผ ์กฐ์จํจ์ผ๋ก์จ, ๋์ฌ ํญ์์ฑ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ํด๋จํํ ์ ์๋ ํ์ ์ ์ธ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ด ์๋ฆฝ๋์์ต๋๋ค. ํ์ ์ ์ ์์ ์ ๋ฐ ํ๋ก๋ชจํฐ ๊ฐ๋๋ ๊ฒฐํฉ ์นํ๋๋ฅผ ๋ณํํ์ฌ ์ ์ ์ ์ ์ฌ์จ์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ํด๋จํํ๊ฑฐ๋, ๊ณผ๋ฐํ์ ์ํ ์ธํฌ ๋ ์ฑ์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํด ๋ค์ดํด๋จํํ๋ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์กฐ์จ ๋ฐฑ๋ณธ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ํ๋ณดํ ๊ฒ์ ๋๋ค. ์ด ์์คํ ์ ๋จ๋ฐฑ์ง-๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ ๋ฐ ๊ธฐ์ง ๋๋ ๊ตฌ๋ฐฐ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์์ฒด ๋ฐ์๊ธฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ์คํธ๋ ์ค ์ํฉ ์์์๋ ์ธํฌ ์์กด๋ ฅ๊ณผ ํ์ ๋์ฌ๋ฌผ ํฉ์ฑ ๋ฅ๋ ฅ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์กฐ์จํ ์ ์๋๋ก ํด์ค๋๋ค. ์ด ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ํตํด, ๊ท ์ฃผ ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ ๋ด์์ ๋์ฌ ๋ฅ๋ ฅ์ด ๊ทน๋ํ๋ ์ต์ ํํํ ์ง๋จ์ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๋ณํ๊ณ ์์ธกํ ์ ์๊ฒ ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๊ธฐ๋ฐ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ์ฑ๊ณผ ์ธต๋ณํ๋ฅผ ๋ท๋ฐ์นจํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ fPE7max ๋งคํ ์ํคํ ์ฒ๋ ์ ์ ์ฒด ํธ์ง ๋ฐ ๋์ฌ๊ณตํ ๋ถ์ผ์ ํ๋ฌธ์ ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ ์ ์ฌํ ๋ถ์์์ AI ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ์ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํฉ๋๋ค. ์ด๋ ํฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์คํ ๋ฐ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ๋ค์ ๋ฐ์ด์ค์์ฝํ, ํญ๊ท ์น๋ฃ์ , ์ฒ์ฐ๋ฌผ ์ ์ฝ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์ ๋ฐ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ํต์ ์๋ฃจ์ ์ผ๋ก ํตํฉ๋์ด ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๊ฐ ์ ๋กํ๋ ์์ฐ ๊ณต์ ์ ๋ณด์ฆํ๋ ์ ์ฐ์ ํด์ ์ญํ ์ ์ํํ ๊ฒ์ ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๋ฐ๊ตด ๋ฐ ์น๋ฃ ํ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ๋ซํผ์ผ๋ก์์ ๊ท๊ฒฉ์ ์๊ฑด์ ๋ง์กฑํ๋ฉฐ, ์ฐจ์ธ๋ ๋ฐ์ด์ค ์์ฝํ์ ์์์ํ๊ณํ ์ ์ฒญ ๋ฐ cGMP ์์ ์ ์์ฐ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ์ ํ๊ฐ ํ๋ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๊ณ ๋ถ๊ฐ๊ฐ์น ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์์ฐ์ผ๋ก ํ๊ณ ํ ์๋ฆฌ๋งค์ฌํ ์ ๋ง์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ fPE7max ์ ๋ฐ ์ ์ ์ ํธ์ง ๊ธฐ์ ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ฌ์์ฒด ๊ท ๋ฅ ๋์ฌ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ฒ์ฐ๋ฌผ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์นจ์ต์ฑ ์์คํ๋ฅด๊ธธ๋ฃจ์ค์ฆ ์ ๋ฐ ์ง๊ท ํ์ ์ ์ฝ๋ฌผ ๋์ฌ ๋ฐ์ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ฝ์ ๋ด์ฑ ๊ท ์ฃผ ์ง๋จ ๋ฐ ์น๋ฃ๋ฒ ์ ์ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ์ง ๋ฐ ์ ์ ์น๋ฃ๋ผ๋ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋ค์ฐจ์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ณผ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค NCBI ClinVar ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ง๊ท ์ ์ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํญ๊ท ์ฝ๋ฌผ ํ์ ์์ฉ์ฒด์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ์ฌ์์ฒด ์ง๊ท ์ ๋ ์ฒ์ฐ๋ฌผ ์์ฝํ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ fPE7max ํธ์ง ํจ์จ ๋ฐ ์ญ์ ์ฌ ์ ๋ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ ํจ ๋์ฌ ๋ฌผ์ง ์์ฐ๋ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
PNAS๐ค AI ์์ฝ๋จ์ผ์ธํฌ ๊ณต๊ฐ ์ค๋ฏน์ค๋ก ๋ฐํ ๋ฐ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ์ธํฌ ํด๋ก ๊ตฌํํ์ ๋ถ์์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ณต๊ฐ ๊ตฌํํ ๋ถ์ ํ์ค์ ์์ฐฉ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ ํ๊ณ์ ์ ์ฒ์ ๋ค์ธํฌ ๋ฐ์ R&D์ ํํ ํ์ฑ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ ์ธ ๋จ์ ์ ์กฐ์งํ ๋ถ์ ํ์ค์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํ์ผ๋ฉฐ, ์ข ๊ฐ ๋ถํ ๊ฒฝ๋ก ์ฐจ์ด์ ํํ ํ์ฑ ํ๋์ ๋์ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ๋ชจ๋ธ๋ก ํตํฉ ์ ์ดํ๋ ๋ฐ ์คํจํ๋ค. ํนํ ๋ค์ธํฌ ๋ฐ์ ๊ณผ์ ์์ ์ธํฌ ๊ณํต์ ํด๋ก ๊ฒฝ๊ณ๊ฐ ์ด๋ป๊ฒ ์ ์ง๋๋์ง์ ๋ํ ์ ์ฐ ์ค๋ฏน์ค์ ํด์๋๊ฐ ๊ฒฐ์ฌ๋์ด, ๋ฐ๋ฌ ์๋ฌผํ R&D ์์ญ์์ ๊ณต๊ฐ์ ๊ตฌํ ๊ฒฝ๊ณ๋ฅผ ์นจ๋ฒํ๋ ์ ์ด ํ์์ด๋ ์ ํจ ์ฝ๋ฌผ ์์ฐฉ ๋๋ ์ฌ์์ ์น๋ช ์ ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ์ฅ๋ฒฝ์ ํ์ฑํ๋ค. ์ํ ๋์ค ๊ฐ๋ฅด์์ ๋ฒจ๋ก๊ฐ ์ ์ํ ์ด๊ธฐ ๊ตฌํํ ๊ฐ์ค์ ์ด๋ฌํ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ํํ๊ธฐ ์ํ ์ ์ ์ ๊ฒฝ๊ณ ๋ณด์กด์ ๋น์์ฑ์ ์ ์ํ์ผ๋, ํ๋ ๋ณต์ก๊ณ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค์ ํตํฉ๋์ง ๋ชปํด ์ ์ ์ ๋ณ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๋ฐ ์์ธกํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ณ๋ชฉ์ด ์กด์ฌํด ์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ค์ฐจ์ ํด๋ก ๊ณํต ์ถ์ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ๊ณต๊ฐ ๋ถํด๋ฅ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ ์ฐ ํ๋ซํผ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋ถ์ ๋ฐ ์ ์ ์ ๊ณํต ๋งํน ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ, ์ธ์ ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์กฐ์จํ๊ณ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ์์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ์ฐ์ฐํจ์ผ๋ก์จ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๊ตฌํ ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด์์์ ์ธํฌ ๋ถํ ์ญํ์ ์์นํํ๋ค. ๋ค์ธํฌ ํํ ํ์ฑ ํ์ ์ธํฌ ๊ฐ ์ ์ด ์ ํญ ๋ฐ ์ ์ฐฉ ๋ถ์ ๋ฐํ ํจํด์ ๋์งํธํํ๊ณ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๋ ์ ๊ตํ ๊ณต๊ฐ ํ ์ ๋๊ธฐํ๋ฅผ ์ค์ฆํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ ํ๊ท ๋ชจ๋ธ์ ์ ํ๋๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ ๋ ํฐ ์ ์ ์ ํ์ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ์ฌ ๋ค์ธํฌ ์์คํ ์ ๋ฐ๋ฌ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ ์ฐํ์ , ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์ผ๋ก ์ ์ฆํ๋ค. ๊ณต๊ฐ ํํ ํ์ฑ ์ฅ์ ๋ค์ฐจ์ ์ ์ด์ ๊ฐ์ญ์ ์ธํฌ ์ด๋ช ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์์ง๋ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ ์ ๋ ๋ฐ์ ์ด์ ๋ถ์ ํํํ ๋ฐ ๊ฐ๊ณ๋ณ ๋ฐ์ ๊ฒฐํจ ์์์ ์ธต๋ณํํ๋ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ํํ ํ์ฑ ์ ํธ ๋ฌผ์ง์ ๊ตญ์ ๊ตฌ๋ฐฐ์ ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ ๋์ญํ์ ์จ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ท๋ช ํ๊ณ , ํน์ ์ ํธ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก ์์์ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํ์ ํตํด ๊ทน์ฌํ ์คํธ๋ ์ค ํ๊ฒฝ์์๋ ๋น์ ์์ ์ธํฌ ์ด๋ช ์ ์ด๋ฅผ ์ฐจ๋จํ๊ณ ์ ํจ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ ์ ์๋ ๋ถ์ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ๋ค. ์ด๋ ํนํ Hedgehog ์ ํธ์ ๋ฌ๊ณ๋ฅผ ์ต์ ํ๋ Genentech์ ๊ธฐ์ ์ธํฌ์ ์น๋ฃ์ Vismodegib(Erivedge) ๋ฑ ๋ฐ์ ๊ฒฝ๋ก ์ฐจ๋จ์ ์ ์ฝ๋ ฅํ ๋ฐฑ๋ณธ์ผ๋ก ์์ฉํ๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณํต ๋ถํ ์ํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ์ํคํ ์ฒ๋ ๋ฐ์ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ฐ์ ์ ์ด ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋น ํ๋ง์ ํญ์ ์ ์ฝ ๋ฐ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ์ฌ์ ์น๋ฃ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ(์: Phase 3 ๋จ๊ณ์ ์์นํ Hedgehog/Wnt ๊ธธํญ์ ์์๊ตฐ)์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํด ์ธํฌ์ฃผ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๋๋ถ์ด ์ฐจ์ธ๋ ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํ์ฌ ์ ์ธํฌ ๊ตฌํ ๊ฒฝ๊ณ ์นจํฌ ์์ธก ์ฑ๋ฅ์ ๊ทน๋ํํจ์ผ๋ก์จ ๋ฏธ๊ตญ FDA ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ์์ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋ ๋ณด์ ์ธ ๋ง์คํฐ ๋์งํธ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ตฐ๋ฆผํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ธํฌ ๊ตฌํ ๊ฒฝ๊ณ ๋ณด์กด ์ ๋ ํฐ ์ ์ ์ ์ ์ด๋ง ๊ท๋ช ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋ฐ๋ฌ ์ ์ ํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํฌ๊ท ์ ์ ์งํ ์น๋ฃ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ํน์ ์ธํฌ ๊ณํต์ ํํ ํ์ฑ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ฒฐํฉ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์ ์ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ด๊ธฐ ์ฒ์ถ๋๋ฌผ ๋ฐ์ ๊ฒฐํจ ์งํ์ ์ง๋จ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์์ ์๋ฆฌํ์ ํญ์์ฑ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์์ ์ ํ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค FlyBase ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ํํํ ์ค์ฒฉ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ ์์ฉ์ฒด์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํฌ๊ท ์ ์ฒ์ฑ ๊ธฐํ ๋ฐ ๊ณ ํ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ morphogen ๊ตฌ๋ฐฐ ํ์ฐ ์๋ ์์๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ฝํจ ๋ฐํ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Archives of microbiology๐ค AI ์์ฝ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด์ ๋จธ์ ๋ฌ๋์ผ๋ก ๋ฐ๊ฒฌํ ๊ฒฐํต ์ง๋จ์ฉ ๋์์ธํฌ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ /์ ์ ๋ฉด์ญ ์ง๋จ์ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์ ๊ฒฐํต R&D์ ๋ค์ฐจ์ ํธ์คํธ-๋์ฌ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๊ฐ๋ด ๋๋ง๊ฒ์ฌ๋ ์ธํฐํ๋ก ๊ฐ๋ง ๋ถ๋น ๊ฒ์ฌ(IGRA) ๋ฑ ์ ์ ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๋ฉด์ญ ์ต์ ํ์๋ ์์ ๋ฑ ์ด์ง์ ์ธ ์์ ํ๊ฒฝ์์ ์ฌ๊ฐํ ์์์ฑ ๋ฐ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์ ๋ฐํด ์์ต๋๋ค. ํนํ ๋ฒํฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋ถ์ ๊ธฐ๋ฒ์ ์กฐ์ง ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋จ์ผ์ธํฌ ๋จ์์ ์ธํฐ์ ๋ฃฐ๋ฌ ๋คํธ์ํฌ ์ด์ง์ฑ๊ณผ ์ญ๋์ ๋ฉด์ญ ๋์ฌ ์ํ ๋ณํ๋ฅผ ์ ํ ํฌ์ฐฉํด๋ด์ง ๋ชปํ๋ฉฐ, ์ด๋ก ์ธํด ๋์์ธํฌ์ ๊ฒฐํต๊ท ๊ฐ์ ์๋ฌผํ์ ์ํธ์์ฉ ๋ถ์ ์ ์ ์ ํ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ ์ฅ๋ฒฝ์ ๊ฒช์์ต๋๋ค. ๊ฒฐํต๊ท ์ ์ธํฌ ๋ด ์์ฐฉ๊ณผ ๋ง์ฑ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค์ ๋ฐ๋ฅธ ํธ์คํธ ๋ฉด์ญ-๋์ฌ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ๋ถ์ ์ญํ์ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํจ์ผ๋ก์จ, R&D ๋จ๊ณ์์ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋ฐ ์๋ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ์ง ๋ชปํ๊ณ ์์ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ฌ๋ฅผ ์ด๋ํ๋ ๋ฑ ๋ฐ์ด์ค R&D ์ ๋ฐ์ ๋ง๋ํ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ด ๋ฐ์ํ๊ณ ์์์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ค์ค ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์์๋ธ ๋ชจ๋ธ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์-๋์์ธํฌ ์ ์ ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ด ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ํด๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํด, ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด(scRNA-seq) ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ณจ์์ฑ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ์ ํ์ฑํ ๋ฐ ์ด๋ ์ ํธ๋ง์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์ผ๋ก ๋งคํํ๊ณ ์ด 113๊ฐ์ง ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์กฐํฉ์ ํ์ฌํ ๋๊ท๋ชจ ์ปจ์ผ์์ค ๋จธ์ ๋ฌ๋ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์-๋์์ธํฌ ์ค์ฌ์ 6๊ฐ ํต์ฌ ์ ์ ์ ์งํ(IL1B, ATG3, CYBB, MX1, RPS27A, RPS3)๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ์์ต๋๋ค. glmBoost์ Random Forest๋ฅผ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉํ ์ต์ข ์์๋ธ ๋ชจ๋ธ์ ์ธ๋ถ ๋ค๊ธฐ๊ด ์ฝํธํธ์์ AUC 0.79๋ฅผ ์ํํ๋ ์๋์ ์ธ ์ง๋จ ์ ํ๋๋ฅผ ํ๋ณดํ์ฌ ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฌด์ฐธํ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ์์ต๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ถ์ ๋ํน ๋ชจ๋ธ์ ํตํด ๊ฐ๋๊ธด(Galangin) ๋ฐ ์บ ํ๋กค(Kaempferol) ์ด๋งค ํฌ์ผ ๊ฒฐํฉ ๋ฅ๋ ฅ์ ๊ณ์ฐํ์ฌ ํ์ฑํ ์๋์ง๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ๊ฒฝ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ ์์ ์๋์ง ๊ฐ์ ์กฐ์จํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ ์ฒด ํ ์ ๋๊ธฐํ์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ต์ข ์ค์ฆํ์์ต๋๋ค. ๋์์ธํฌ ๋ฉด์ญ-๋์ฌ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ฐ๊ตด๋ 6-์ ์ ์ ์๊ทธ๋์ฒ๋ ๋์์ธํฌ์ ๋์ฌ์ ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ๊ณผ ์ธํฌ ๋ด ์์ฒด ์ ์ด ์์คํ ์ ๋ค์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๋ฐฑ๋ณธ ์์์ ์๋ฒฝํ ์ธต๋ณํํฉ๋๋ค. ํ์ฑ์ฐ์์ข ์ ์์ฑํ๋ CYBB, ์๊ฐํฌ์ ๊ณผ์ ์ ์กฐ์จํ๋ ATG3, ์ธํฐํ๋ก ๋ฐ์์ ์ง๋ฐฐํ๋ MX1 ๋ฐ ์ธํ๋ผ๋ง์ ํ๋ฅ ๊ฒฝ๋ก์ IL1B ๋ฐํ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์๋ก ๋งคํํจ์ผ๋ก์จ, ํ์ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ธํฌ ์์ค์ ๋์ฌ์ ์จ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ท๋ช ํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฉด์ญ-๋์ฌ ์ํ์ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ์ ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ์ฌ ์ธ์์ ์ผ๋ก ์ ํด๋จํ ํน์ ๋ค์ดํด๋จํํจ์ผ๋ก์จ, ๊ฒฐํต๊ท ์นจ์ต์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ง์ฑ ๋ฉด์ญ ํํผ ๋ฐ ๋์ฌ ์คํธ๋ ์ค ์ํฉ ํ์์๋ ํธ์คํธ ์ธํฌ์ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ๋ณต์ํ๋ ์กฐ์จ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๊ตฌ์ถํ์๊ณ , ์ด๋ ํ์ ๋ถ์ ํํํ์ ๊ธฐ๋ฐํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ์น๋ฃ ์๋ฃจ์ ์ ์ ๊ณตํ๋ ์ต์ฒจ๋จ ์์คํ ์๋ฌผํ์ ๊ธฐ์ด๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํธ์คํธ ์ ์ฌ์ฒด ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ์ด ํธ์คํธ-๋์์ธํฌ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์ ์ฌ์ฒด ์๊ทธ๋์ฒ๋ ๊ฒฐํต ์ง๋จ ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ธฐ์ ์ ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ๋ฅผ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํฉ๋๋ค. ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ๊ต๋ ์ธ์์ ๋ค๊ธฐ๊ด ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์์ ์ ๊ฑฐํ ์ ์๋ ๊ณ ์ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๊ธ๋ก๋ฒ ์์ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ๋ ๋ณด์ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ํ๋ณดํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋ํ ๋ฐ์ด์คํ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํ๋ฉฐ, FDA ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ์์์ํ๊ณํ์ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ ๋ฐ cGMP ์์ ์์ฐ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์์ํ๊ฒ ํต๊ณผํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ฒด ์ธํ๊ฐ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ์์ฐ์ด ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ํธ์คํธ ๋ฉด์ญ-๋์ฌ ์ ์ ์ ๋ง์ปค ๋ฐ๊ตด์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๊ฒฐํต ๋ฉด์ญ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋๋ฐ์ง๋จ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋์์ธํฌ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ๋์ฌ ์๋๋ก ์ ๋ค์ค ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ธฐ๊ณํ์ต ์์๋ธ ์ค์บ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ฒฐํต ํ์ฑ ์ง๋จ ์ง์ฐ ๋ฐ ์์์ฑ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์ ์์ฐฉ ๋ฐ ํธ์คํธ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ๋ง ์์ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค NCBI GEO ๋ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ๋ณด ์ฝ๋ฌผ ํ๊น์ธ IL1B ๋ฐ ATG3 ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํธ์คํธ ๋ฉด์ญ ๋์ฌ ํ๊น ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ 6-์ ์ ์ ๋ฐํ ์๊ทธ๋์ฒ ํ ์ ๊ฐ์ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํ์๊ตฐ ๋ฉด์ญ ์ํ ๋ฐ ๋ค๊ธฐ๊ด ๋ถ์ ๋ฐฐ์น ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Cancer letters๐ค AI ์์ฝ์ํผ๊ฒ๋ ํธ์ง์ผ๋ก ์ข ์ ์ธํฌ์ ๊ฐ์ญ์ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ๋ฅผ ์ ์ดํ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ ์ ๋จ์ผ-์ค๋ฏน์ค ๋ถ์ ํ์ค์ ํ๊ณ์ ๊ณ ํ์ ์ํผ์ ๋คํฑ ๊ฐ์์ฑ R&D์ ๋ค์ฐจ์ ํฌ๋ก๋งํด ๋์ญํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด ์ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ bulk RNA-seq ๋ฐ ๋จ์ผ ์์ ๋ฉํธํ ์ด๋ ์ด(Illumina EPIC v2, 935K CpG)์ ์์กดํ๋ ์ ์ ยท์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ๋ก ๊ณ ์ฐฉ๋์ด ์๋ค. ์ด ๋จ์ ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ข ์ ๋ด ์ธํฌ ๊ฐ์์ฑ(cellular plasticity)์ด ์ผ๊ธฐํ๋ ํ๋ฅ ๋ก ์ ํํํ ์ ์ดโ์ฆ์์ฑ(proliferative) โ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์(stem-like) โ ์นจ์ต์ฑ(invasive) โ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ(drug-tolerant persister, DTP) ์ํ ๊ฐ ๊ฐ์ญ์ ์ค์์นญโ์ ์๊ฐ ํด์๋๋ฅผ ์์ฒ์ ์ผ๋ก ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํ๋ค. ์ ๋ฐฉ์ ์ผ์ค์์ฑ ์ํ(TNBC)์์ ALDH1โบ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ๋ถํ์ด ๋ค์ค์ ์ฃผ๋ฒํธ ํํ์๋ฒ ํ 3.7๋ฐฐ ๋์ถ๋๋ ํ์, ๊ต๋ชจ์ธํฌ์ข (GBM)์์ ํ๋ก๋ด๋ด-๋ฉ์ผํค๋ง ์ ์ด(PMT)๊ฐ ํ ๋ชจ์กธ๋ก๋ง์ด๋ ๋ด์ฑ์ ๊ตฌ๋ํ๋ ํ์ ๋ชจ๋, H3K27me3/H3K4me3 ์ด๊ฐ(bivalent) ํฌ๋ก๋งํด ๋๋ฉ์ธ์ ๋์ ๋ฆฌ๋ชจ๋ธ๋ง์ด ์จ์ ๋จ๊ณ์์๋ ๊ธฐ์กด ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ด ์ํผ์ ๋คํฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ๋ ธ์ด์ฆ๋ก ๋งค๋ชฐ์ํจ๋ค. ํนํ ๋จ์ผ์ธํฌ ATAC-seq(scATAC-seq)๋ก ํฌ์ฐฉ๋๋ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ์ด์ง์ฑ ๋งคํธ๋ฆญ์ค์์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ(dissociation) ๊ณผ์ ์ ํจ์์ ์ํฐํฉํธ๊ฐ ์ต๋ 15~22%์ ์์์ฑ ๊ฐ๋ฐฉ ํฌ๋ก๋งํด ํผํฌ๋ฅผ ์์ฑํ๋ฉฐ, ์ด ๋ ธ์ด์ฆ๊ฐ ์ ์ฌ ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ๋ชจํฐํ ๋์ถ ๋ถ์(HOMER/chromVAR)์ ํ๋ฅ ์ถ๋ก ์ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๊ต๋ํ๋ค. ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ(TME) ๋ด TAM(tumor-associated macrophage) ์ ๋ TGF-ฮฒยทIL-6 ์ฌ์ดํ ์นด์ธ ๊ทธ๋๋์ธํธ๊ฐ ์์ธํฌ ์ํผ์ ๋์ ์ธ์ธ์ฑ์ผ๋ก ๋ฆฌํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๋ ํ๋ผํฌ๋ผ์ธ ์ถ ์ญ์, ์ข ๋ in vitro 2D ๋ฐฐ์ ๋ชจ๋ธ์์๋ ์ธํฌ-์ธํฌ ์ ์ด ์์กด์ Notch-Delta ์๊ทธ๋๋ง๊ณผ ๊ธฐ์ง ๊ฐ์ฑ(stiffness) ์์กด์ YAP/TAZ ํต ์ ์๊ฐ ์์ ํ๋ฝํ์ฌ ์์ฒด ๋ด ์ํผ์ ๋คํฑ ๋๋์ค์ผ์ดํ์์ ๊ดด๋ฆฌ๊ฐ ์น๋ช ์ ์ด๋ค. Broad Institute์ DepMap ํ๋ก์ ํธ(2024)๊ฐ 1,800๊ฐ ์ด์ ์์ธํฌ์ฃผ์์ CRISPR ๊ธฐ๋ฅ ์์ค ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ์์ํ์์๋, ์ด ๋ฐ์ดํฐ์ ์ DNA ์์ด ์์ค ๋ น์์์ ๊ตญํ๋์ด ์ํผ์ ๋คํฑ ์ํ ์์กด์ ์ ์ ์ ํ์์ฑ(context-dependent essentiality)์ ๊ฐ์ญ์ ์กฐ์ ์ฐจ์์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐ์ฌํ๋ค. ๊ฒฐ๊ตญ ์ํผ์ ๋คํฑ ๊ฐ์์ฑ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ๋ด์ฑ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์ธก ๋ชจ๋ธ ๊ตฌ์ถ์ ํ์ํ ์๊ณต๊ฐ ํด์๋์ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ์ ์ด ํ ์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํ๋ ์ํ๊ฐ ๊ธ๋ก๋ฒ ํญ์ ์ ๋ฐ์ํ R&D์ ํต์ฌ ๋ณ๋ชฉ์ผ๋ก ์๋ํ๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: dCas9-์ํผ์ ๋คํฑ ์ดํํฐ ๋๋ฉ์ธ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์กฐ๋งํ๋ CRISPR/dCas9 ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ๊ธฐ์ ๊ตฐ์ ์ด๋งค ๋ถํ์ฑ Cas9(D10A/H840A ์ด์ค ๋์ฐ๋ณ์ด)์ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ดํํฐ ๋๋ฉ์ธ์ ์ตํฉํ์ฌ DNA ์์ด ๋ณ์ด ์์ด ์ข์ ํน์ด์ (locus-specific) ํฌ๋ก๋งํด ๋ณํ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์กฐ์จํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฌ ์กฐ์ ํ๋ซํผ์ด๋ค. dCas9-KRAB(Krรผppel-associated box) ์ตํฉ์ ํ์ ํ๋ก๋ชจํฐ์ H3K9me3 ์ต์ ํฌ๋ก๋งํด์ ๊ตญ์ ํตํ์ฑ(nucleation)์์ผ CRISPRi(CRISPR interference)๋ฅผ ๊ตฌํํ๋ฉฐ, Jonathan Weissman ์ฐ๊ตฌ์ค(UCSF)์ Perturb-seq ์ค์ผ์ผ์ (2023, Cell)์์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ํ๋ ๊ณผ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์์ฒ ์ ์ ์์ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ต์ ํํํ์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋์ผ๋ก ๋งคํํ๋ค. ์ญ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก dCas9-p300(ํ์คํค ์์ธํธํธ๋์คํผ๋ผ์์ ์ฝ์ด ๋๋ฉ์ธ) ๋ฐ dCas9-VP64/p65/Rta(VPR) ์ผ์ค ํ์ฑํ ์์คํ ์ H3K27ac ์ฆ์ฐฉ์ ํตํด ์ธํธ์ยท์ํผ์ธํธ์ ํ์ฑ์ ์ข์ ์์ค์์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธํ๊ฒ ์ ํํ๋ฉฐ, ์ด๋ GBM ์ค๊ธฐ์ธํฌ์์ SOX2ยทOLIG2 ์ํผ์ธํธ์์ ํ์ฑํ/๋นํ์ฑํ๊ฐ ํ๋ก๋ด๋ด-๋ฉ์ผํค๋ง ์ ์ด์ ์ถฉ๋ถ ์กฐ๊ฑด์์ ์ธ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ค์ฆํ๋ค(Suva lab, MGH/Harvard, Nature 2024). DNA ๋ฉํธํ ์ถ์์๋ dCas9-DNMT3A๊ฐ ํ์ CpG ์์ผ๋๋์ de novo ๋ฉํธํ๋ฅผ ๊ฐ์ธํ๊ณ , dCas9-TET1์ด 5-๋ฉํธ์ํ ์ (5mC)์ 5-ํ์ด๋๋ก์๋ฉํธ์ํ ์ (5hmC)์ผ๋ก ์ฐํํ์ฌ ๋ฅ๋์ ํ๋ฉํธํ๋ฅผ ๊ตฌ๋ํจ์ผ๋ก์จ, TNBC์์ BRCA1 ํ๋ก๋ชจํฐ ๋ฉํธํ-ํ๋ฉํธํ ์ค์์นญ์ด PARP ์ต์ ์ (์ฌ๋ผํ๋ฆฝ) ๊ฐ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ํ ๊ธํ๋ ๊ธฐ์ ์ด ์ ๋์ ์ผ๋ก ํด๋ถ๋์๋ค. ์ด ๋ค์ธต ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ๋๊ตฌ์ ๊ฒฐ์ ์ ๊ธฐ์ ๋์ฝ์ SunTag/scFv ์ด๋ ์ด ๊ธฐ๋ฐ ์ ํธ ์ฆํญ ์ํคํ ์ฒ(Tanenbaum et al.)์ MS2/PP7 RNA ์ํ๋จธ ๊ธฐ๋ฐ sgRNA 2.0 ์ค์บํด๋์ ๋ณ๋ ฌ ๊ฐ๋์ผ๋ก, ๋จ์ผ ์ธํฌ ๋ด์์ ๋ณต์ ์ข์๋ฅผ ๋์์ ํ์ฑํยท์ต์ ํ๋ ๋ฉํฐํ๋ ์ค ์ํผ์ ๋ ํธ์ง(multiplexed CRISPRi/a)์ด ์คํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ข ์ ๋ด ์ธํฌ ์ํ ์ ์ด๋ฅผ ์ง๋ฐฐํ๋ ์ ์ฌ ์ธ์ ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๊ตฌ์กฐโ์์ปจ๋ ZEB1-miR-200-CDH1 ์ด์ค ์์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ๋ฃจํ, STAT3-NF-ฮบB ์์ฑ ํผ๋ํฌ์๋ ํ๋กโ๋ฅผ ๊ต๋ ์คํ์ ์ผ๋ก ํด๋ถํ๊ณ , ๊ฐ ๋คํธ์ํฌ ๋ ธ๋์ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ํ ๋ณ๋์ด ์ธํฌ ์ด๋ช ๊ฒฐ์ ์ ๋ฏธ์น๋ ์์ ์๋์ง ๋๋์ค์ผ์ดํ ๊ณก๋ฅ ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์(Waddington landscape ODE ๋ชจ๋ธ)๊ณผ ๋๊ธฐํํ์ฌ ์ค์ฆ ๊ฒ์ฆํ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ด ๊ฐ๋๋๋ค. ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ผ ์ข์ ๋ น์์/๊ณผ๋ฐํ ๋ชจ๋ธ์ด ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํ๋ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ์์กด์ ยท์ฉ๋ ์์กด์ ์ ์ ์ ๋ฐํ ๋น์ ํ ์๋ต ๊ณก์ ์ dCas9 ์ดํํฐ ์ ์ (titration) ์์คํ ์ด ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ์ด๋ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐ(Harmony/scVI ํตํฉ) ํ์๋ ์๋ฌผํ์ ์ ํธ ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ ธ์ด์ฆ ๋น(SNR)๊ฐ 2.8๋ฐฐ ์ด์ ์ ์ง๋จ์ ์ค์ฆํ๋ค. dCas9 ๋งค๊ฐ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ข ์ ์ํผ์ ๋คํฑ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ dCas9 ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค(scRNA-seq + scATAC-seq + CUT&Tag + bisulfite-seq) ํตํฉ์ ํ์ ์ข ์์ ๋ถ์ ํํํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification)๋ฅผ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ฐจ์์ผ๋ก ํ์ฅํ๋ ์ธํ๋ผ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. TCGA Pan-Cancer Atlas(33๊ฐ ์์ข , 11,000+ ํ์)์ ENCODE4 ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ์ฃผ์์ ๊ต์ฐจ ๋งคํ์ ํตํด, ๊ฐ ์์ข ๋ณ ์ํผ์ ๋คํฑ ๊ฐ์์ฑ ์ง์(Epigenetic Plasticity Index, EPI)โShannon ์ํธ๋กํผ ๊ธฐ๋ฐ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ๋ค์์ฑ ๋ฉํธ๋ฆญโ๊ฐ ํ์ ์ํ ์ธต๋ณํ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๋ก ๋ ๋ฆฝ ๊ฒ์ฆ๋์์ผ๋ฉฐ(Flavahan et al., Science 2023), ์ด EPI ์ค์ฝ์ด๋ฅผ dCas9-KRAB/p300 ๊ต๋ ์คํ์ ์ธ๊ณผ์ ๋ณ์ด ํจ๊ณผ ํฌ๊ธฐ(causal effect size)์ ์ฐ๋ํ๋ฉด ๊ฐ ์ํผ์ ๋คํฑ ๋๋ผ์ด๋ฒ ์ข์์ ์น๋ฃ ํ์ ์ฐ์ ์์ ๋ญํน์ด ์ฐ์ถ๋๋ค. ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก, ์ ๋ฐฉ์ ํ์ ์ฝํธํธ์์ ESR1 ์ํผ์ธํธ์์ H3K27ac ์์ค๊ณผ ๋ด๋ถ๋น ์น๋ฃ ๋ด์ฑ ์ฌ์ด์ ์ฉ๋-๋ฐ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ dCas9-p300 ์ ์ ์คํ์ผ๋ก ์ฌ๊ตฌ์ฑํ๊ณ , ์ด๋ฅผ ODE ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ฌ ์๋ ์์(kon/koff) ์ถ์ ๊ณผ ์ฐ๋ฆฝํ๋ฉด ํ๋ชฉ์ํ ๋ด์ฑ ์ ์ด์ ์จ์ ๋จ๊ณ ํฌ๋ก๋งํด ๋ฆฌ๋ชจ๋ธ๋ง ์ด๋ฒคํธ๊ฐ ์ ๋์ ์ผ๋ก ํน์ ๋๋ค. ์ด ์จ์ ๋จ๊ณ ์์์ ์ ํด๋จํ(dCas9-TET1์ ์ํ ESR1 ์ธํธ์ ํ๋ฉํธํ ๊ฐ์ )๊ณผ ๋ค์ดํด๋จํ(dCas9-DNMT3A์ ์ํ ์ฌ๋ฉํธํ)์ ํตํด, ๋ด๋ถ๋น ์น๋ฃ ์คํธ๋ ์ค ํ์์๋ ER-์์ฑ ์ํ๋ฅผ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ๋ณต์ยท์ ์งํ๋ ์ํผ์ ๋คํฑ ํญ์์ฑ ์์จ ์กฐ์จ ๋ฐฑ๋ณธ์ด ๋ง๋ จ๋๋ค. GBM ์์ญ์์๋ IDH1 ๋์ฐ๋ณ์ด ์ ๋ 2-ํ์ด๋๋ก์๊ธ๋ฃจํ๋ฅด์ฐ(2-HG)์ด TET2/KDM4A ๋ฑ ฮฑ-์ผํ ๊ธ๋ฃจํ๋ฅด์ฐ ์์กด์ ํ๋ฉํธํ ํจ์๋ฅผ ๊ฒฝ์์ ์ผ๋ก ์ต์ ํ์ฌ CpG ์์ผ๋๋ ๋ฉํธํ ํํํ(G-CIMP)์ ์ ๋ํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ํด, dCas9-TET1์ ์ข์ ํน์ด์ ์ผ๋ก ํฌ์ ํ์ฌ 2-HG ๋งค๊ฐ ๊ณผ๋ฉํธํ๋ฅผ ๊ตญ์์ ์ผ๋ก ์ฐํ(bypass)ํ๋ ํฉ์ฑ ์ํผ์ ๋คํฑ ๋ณต์ ์ ๋ต์ด ์ ์์ ๊ต๋ชจ์ธํฌ์ข ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋ ๋ชจ๋ธ์์ ๊ฒ์ฆ ์ค์ด๋ค(Bernstein lab, Dana-Farber, 2025 preprint). ๋ฉด์ญ ํํผ ์ถ์์๋ ์ข ์์ธํฌ์ PD-L1(CD274) ํ๋ก๋ชจํฐ ํฌ๋ก๋งํด ๋ฆฌ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ MHC class I(B2M/HLA-A) ์ข์์ ์ํผ์ ๋คํฑ ์นจ๋ฌต์ด ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ์ต์ ์ (ICI) ๋ด์ฑ์ ํต์ฌ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์๋ํ๋ฉฐ, dCas9-KRAB์ ์ํ CD274 ์ข์ ์ธ์์ ์นจ๋ฌต ๋ฐ dCas9-VP64์ ์ํ B2M ์ข์ ์ฌํ์ฑํ๊ฐ T์ธํฌ ๋งค๊ฐ ์ข ์ ์ด์ ํจ๋ฅ์ in vitro ๊ณต๋ฐฐ์ ๋ชจ๋ธ์์ 4.2๋ฐฐ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ถ์ ๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ค์ฐจ์ ์ํผ์ ๋ ๊ต๋-ํํํ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ํ์๋ณยท๊ฐ๊ณ๋ณ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ทจ์ฝ์ฑ ํ๋กํ์ผ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ์ฌ, ์น๋ฃ ์ ์ํผ์ ๋คํฑ ๊ฐ์ ์ต์ ์๋์ฐ๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ๋ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋์งํธ ํธ์ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ์ผ๋ก ์๋ ด๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ํผ์ ๋ ์ฝ๋ฆฌํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ด ์์ฌํ๋ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ํจ๋ฌ๋ค์ ์ ํ์ ๋ช ํํ๋คโ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๋ฐ๊ตด ์ฒด๊ณ๋ฅผ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ํผ์ ๋ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ์ํผ์ ๋คํฑ ์น๋ฃ์ ์์ฅ์ 2024๋ ๊ธฐ์ค ์ฝ 128์ต ๋ฌ๋ฌ ๊ท๋ชจ์์ 2030๋ ์ฝ 245์ต ๋ฌ๋ฌ๋ก CAGR 11.2% ์ฑ์ฅ์ด ์ ๋ง๋๋ฉฐ(Grand View Research, 2024), Epizyme(ํ Ipsen ์ธ์)์ EZH2 ์ต์ ์ ํ์ ๋ฉํ ์คํํธ(TAZVERIK), Oryzon Genomics์ LSD1 ์ต์ ์ ์ด์๋ค๋ฐ์คํํธ(Phase III AML), Constellation Pharmaceuticals(MorphoSys ์ธ์)์ BET ์ต์ ์ ํ ๋ผ๋ธ๋ ์๋ธ ๋ฑ ์ํผ์ ๋คํฑ ํ์ ์ ์ฝ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ด ๊ฐ์ํ๋๋ ๊ฐ์ด๋ฐ, dCas9 ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ํ๋ซํผ์ ์ด๋ค ์ ๋ถ์ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ฝ๋ฌผ์ ์ข์ ํน์ด์ ๊ธฐ์ ๊ฒ์ฆ(MoA validation) ๋ฐ ๋ด์ฑ ๊ธฐ์ ์์ธก ๋๊ตฌ๋ก์ IND(Investigational New Drug) ์ ์์ ํจํค์ง์ ํ์ ๊ตฌ์ฑ ์์๋ก ํธ์ ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์์ ๊ฐ ํํธ ํํฉ๋ฌผ์ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ(epigenetic gradient) ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ dCas9 ๊ต๋ ์คํ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ, ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๋กํํ๋ ํด์(moat)๊ฐ ๊ตฌ์ถ๋๋ค. ํนํ AAV(์๋ฐ๋ ธ์ฐ๊ด๋ฐ์ด๋ฌ์ค) ๋ฐ LNP(์ง์ง๋๋ ธ์ ์) ๊ธฐ๋ฐ in vivo dCas9 ์ ๋ฌ ๊ธฐ์ ์ ๊ธ์ํ ์ฑ์โIntellia Therapeutics์ NTLA-2001(ATTR, Phase III)์ด ์ฆ๋ช ํ LNP-CRISPR ๊ฐ ํ์ ์ ๋ฌ ํจ์จโ๊ณผ ์ํ dCas9 ์ค์๋ก๊ทธ(CjCas9, 984 aa; Nme2Cas9, 1,082 aa)์ AAV ํ์ฌ ์ฉ๋ ์ต์ ํ๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋๋ฉด, ์ํผ์ ๋ ํธ์ง์ ์น๋ฃ์ ์ ํ(therapeutic translation)์ด ํ์ค์ ํ์๋ผ์ธ์ ์ง์ ํ๋ค. FDA์ 2023๋ CRISPR ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ์ ํธ์ง ์น๋ฃ์ ์ต์ด ์น์ธ(Casgevy/Vertex-CRISPR Therapeutics, ๊ฒธ์์ ํ๊ตฌ๋ณ)์ด ์๋ฆฝํ ๊ท์ ์ ๋ก๋ ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ์์(modality)์ IND ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์๋ฆฝ์ ๊ฐ์ํํ๋ฉฐ, EMA ๋ฐ PMDA์ Advanced Therapy Medicinal Products(ATMP) ๊ท๊ฒฉ๊ณผ ๊ต์ฐจ ์กฐํ(harmonization)๋ฅผ ํตํด ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค์ง์ญ ์์์ํ(MRCT) ์ค๊ณ์์์ ์ํผ์ ๋คํฑ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ๊ท๊ฒฉ ์ถฉ์กฑ์ด ํ์คํ๋๋ค. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก dCas9 ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ ๋์งํธ ํธ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ด cGMP ์์ ์์ฐ ๊ณต์ ์ ์ธํฌ ์ํ ๊ท ์ง์ฑ ๊ฒ์ฆ ๋ฐ ๋กํธ ๋ฆด๋ฆฌ์ค(lot release) ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํธ์ ๋จ์ผ๋ก์จ, ์ฐจ์ธ๋ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ธํฌยท์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ์ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๊ทน๋ํํ๋ ๋ง์คํฐ ๋์งํธ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ dCas9 ๋งค๊ฐ ๊ฐ์ญ์ ์ํผ์ ๋ ํธ์ง ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ํฌ๋ก๋งํด ๊ฐ์์ฑ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํญ์ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ํผ์ ๋คํฑ ์๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์ข ์ ๋ด ์ํผ์ ๋คํฑ ์ํ ์ ์ด ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ๊ธฐ๋ฐ ODE/ํ๋ฅ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ํ์ ์น๋ฃ์ ํฌ์ฌ ํ ์ ์ ๋ด์ฑ ์ถํ๊น์ง์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ , ์น๋ฃ ์๋์ฐ ๋ด ์ํผ์ ๋คํฑ ๊ฐ์ ํ์ด๋ฐ์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ํ๋ณดํ๋ ์์์ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ TCGAยทENCODE4ยทDepMap์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผยท์ธํฌ ํด๋ฆฌ ์ํฐํฉํธ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ , dCas9 ๊ต๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ๋ณด์ ๋ ์ํผ์ ๋คํฑ ํ์ ์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ EZH2/LSD1/BET ํ์ ์ํผ์ ๋คํฑ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ dCas9 ์ดํํฐ ์ ์ ์คํ์์ ์ฐ์ถ๋ ์ข์๋ณ ํฌ๋ก๋งํด ๋ฆฌ๋ชจ๋ธ๋ง ์๋ ์์๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ํผ์ ๋คํฑ ์ํ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
npj drug discovery๐ค AI ์์ฝ๋จธ์ ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ๋ถ์์ผ๋ก ์ฐพ์๋ธ ์ ์ฅ์ ํน์ด์ ๋ค์ค ํค๋์์ ์ ํด ํ์
๋ฐฐ๊ฒฝ: ํด๋ฆฌ์ฑ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ด์ง์ฑ๊ณผ ํฌ๋ช ์ธํฌํ ์ ์ธํฌ์ R&D์ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด ํฌ๋ช ์ธํฌํ ์ ์ธํฌ์(ccRCC) ์น๋ฃ์ R&D์ ์ฃผ๋ฅ ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ ์ํ๊ด ํ์ฑ ์ต์ ๋ฐ TME ๋งค๊ฐ ๋ฉด์ญ ๊ด๋ฌธ ์ฐจ๋จ์ ๊ณผ๋ํ๊ฒ ํธํฅ๋์ด ์์์ผ๋ฉฐ, ์์ธํฌ๊ฐ ์ง๋ ๊ณ ์ ์ ์ ์ ์ทจ์ฝ์ฑ์ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ๊ณ ๊ณต๋ตํ์ง ๋ชปํ๋ค. ํนํ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ ๋จ์ผ ์ค๋ฏน์ค ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์กฐ์ง ํด๋ฆฌ ๊ณผ์ ์์ ์ ๋๋๋ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ, ์ข ์ ๋ด ์ด์ง์ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋จ์ ์ ์ ํธ ์ ๋ฌ ์ถ์ ์ ์๊ณก, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํฐ๋ก์ ํค๋์์ ์ ํด์ ์ฅ๊ธฐ ์ฒ๋ฆฌ์ ์ ๋๋๋ ์ญ๋์ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ๊ฒฝ์์ ์ ์ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ง๋๊ณ ์์๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์น๋ฃ ๋ฐ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์๋ฆฝ๊ณผ ์์ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋ ์์ธก์ ์ฐ์ด์ด ์คํจํ์์ผ๋ฉฐ, ๋๊ท๋ชจ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์์ ๋์์ ์์ 3์ ์คํจ์จ ๊ธ์ฆ์ด๋ผ๋ ์ฌ๊ฐํ ๋ฐ์ดํฐ ์ฅ๋ฒฝ ๋ฐ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ ์ด๋ํด ์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ค์ฐจ์ ์ฝ๋ฌผ ๊ทผ์ ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ ์ฐ ์ค๋ฏน์ค ์ํคํ ์ฒ์์๋ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ํ์ฑ, ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ ์์๋ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฝ๋ฌผ-ํ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์๋ก ์ฐ๊ณํ๋ ์ฝ๋ฌผ ๊ทผ์ ๋ ๋ถ์ ๋จธ์ ๋ฌ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ตฌ์ถํ์๋ค. ๋ถ์ ๊ฐ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ ๋ฐ ์กฐ์จํ๊ณ , ๋์ญํ์ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์๋ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ์ฌ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๋ค. ์ ์ฅ CRISPR ๋ น์์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฐ ๋ ๋ฆฝ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ (TCGA-KIRC) ๊ฒ์ฆ์ ๊ฑฐ์ณ, ABL1, CDK4/6, JAK ์ ์ด๊ฐ ccRCC ์ธํฌ์ฃผ์ ์ฌ๋ฉธ ์ ๋ ์์ธ์์ ๋์ถํ์๋ค. ๋ํ FDA ์น์ธ ์ฝ๋ฌผ์ธ ๋ฆฌ๋ณด์ํด๋ฆฝ, ํฌ๋ํฐ๋, ๋ค์ฌํฐ๋์ ๋ค์ค ๋ณ์ฉ์ด ์ธํฌ ์ฃผ๊ธฐ ์งํ์ ํต์ฌ ์จ์ ๋ ธ๋์ธ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๋ถ๊ดด์์ผ ์ข ์ ์ฆ์์ ์๊ตฌ ์ต์ ํจ์ ์ฆ๋ช ํ๋ฉฐ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํ๋ค. ABL1 ๋ฐ CDK4/6 ์ ํธ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ฅ ์ฌ๊ณผ ์ญํ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ํ์ ๊ฐ๊ฐ์ธ์ ์์ธํฌ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก VHL ๋ณ์ด ์ฌ๋ถ ๋ฐ PBRM1, BAP1 ์ํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ถ์ ํํํ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝํ์๋ค. ์ข ์์ ์์กด ๊ฒฝ๋ก์ธ ABL1 ๋ฐ CDK4/6 ์ ํธ ์ถ์ ์ ํจ ๋ฐ์ ์๋ ์์๋ฅผ ์ ํด๋จํ ํน์ ๋ค์ดํด๋จํํจ์ผ๋ก์จ, ๋ณตํฉ ์ฝ๋ฌผ ์ฒ๋ฆฌ์ ์ํด ์์ธํฌ๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฌ๋ฉธํ ๋ ๋ฐ์ํ๋ ๋์ฌ ์ฐํ ํผ๋๋ฐฑ ์๊ทน์ ์ํ์ ์ผ๋ก ์์ ํ ๋ถํ์ฑํํ ์ ์๋ ๋์ ํํ ํ๋กํ ์ฝ์ ๊ตฌํํ์๋ค. ๋ณธ ๋ชจ๋ธ๋ง์ ํตํด ์์ธํฌ ๋ด๋ถ์ ๋์ฌ ์คํธ๋ ์ค ์ ๋ฐ ์ํฉ์์๋ ์ ์ฅ ์ฌ๊ณผ ์ฅ๋ฒฝ์ ์ํผ-๊ฐ์ฝ ์ดํ์ ๋ฐฉ์งํ๊ณ ๊ฐ์ ํ์ ์ฒด๋ด ํ๋ฅ ์ญํ์ ์ ์ฅ ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์กฐ์ ยท๋ณด์กดํ ์ ์๋ ์ ์ฐ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๊ฐ๋ํ์๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์ฝ๋ฆฌํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ํ๋ ์์ํฌ๋ ccRCC ํ์์ ๋ด์ฑ ํํผ๋ฅผ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ์ค๊ณ๋ ์ฐจ์ธ๋ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์ฝ๋ฆฌํ ํ์ค ์๋ฆฝ์ ํ๊ธฐ์ ์๋ฐ์ ์ด์, ์ ์ ์ธ ์ฌํ ๋์์ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ๋ฐ์ ์ค์๊ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ํํ๋ ๋ง์คํฐ ํ๋ ์์ํฌ๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ์์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๋ฐ๊ตด ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ์ฐ๋ํ์ฌ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์ด๊ธฐ๋ถํฐ ์ธํฌ ๊ณํต๋ณ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ํ์ฌํ๊ณ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ๋ ์ ์ ๊ธฐ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ง๋ จํ๋ค. ๋ํ ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํ๋ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ๋ฅผ ๋์ ๊ตฌ์ถํจ์ผ๋ก์จ FDA ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด์ ์ค์ถ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ฐ๋๋ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์์คํ ML ๊ธฐ๋ฐ ccRCC ๋ค์ค ํ์ ๋์ถ ์ฑ๊ณผ๋ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ ์ฅ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํ์ ํญ์์ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์จ์ฝ๋ก์ง ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ABL1/CDK4/6/JAK ์ธ์ฐํ ํ์ฑ ์๋๋ก ์ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ Proximity ML ํ์ดํ๋ผ์ธ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ข ์ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ ์ฌ๋ฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์ ์์กด์จ ํฅ์๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค TCGA ์ฝํธํธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์ด์ง์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ฆฌ๋ณด์ํด๋ฆฝ, ํฌ๋ํฐ๋, ๋ค์ฌํฐ๋ ํ์ ์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ccRCC ์ข ์ ๋ด์ฌ์ ์ทจ์ฝ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ CRISPR ๋ น์์ ๊ธฐ๋ฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ฒฐํฉ ์นํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ฝ๋ฌผ ์ญํ์ ์ด์ง์ฑ ๋ณ๋์ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด๊ฐ ํ์ยท์ฑ์ธ ์ธํฌ์์ ์ ๋ฐํ๋ ๊ทน๋จ์ ์กฐ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ฅ๋ฌ๋์ผ๋ก ์์ธก
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๋จ์ผ ์ธํฌํ ์ ์ GWAS ํด์์ ํ๊ณ์ ์ ๊ฒฝ๋ฐ๋ฌ-์ฌ์ฅ์งํ R&D์ ๋น์ฝ๋ฉ ์กฐ์ ๋ณ์ด ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๋น์ฝ๋ฉ ์์ญ์ ์ธ๊ฐ ๊ฒ๋์ 98% ์ด์์ ์ ์ ํ๋ฉฐ GWAS๊ฐ ์๋ณํ ์งํ ์ฐ๊ด ๋ณ์ด์ 90% ์ด์์ด ์ด ๋น์ฝ๋ฉ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ง์ ๋์ด ์์์๋, ๊ธฐ์กด ๋ถ์ ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ฝ๋ฉ ์ํ์ค ์ค์ฌ์ ๋จ์ ์ ๋ณ์ด-ํํํ ์ฐ๊ฒฐ ๋ชจ๋ธ์ ๊ณ ์ฐฉ๋์ด ์์๋ค. ํนํ ENCODEยทRoadmap Epigenomics ๋ฑ ๋๊ท๋ชจ ์ํผ๊ฒ๋ ธ๋ฏน์ค ์ปจ์์์์ด ์ธํฌํ๋ณ ํฌ๋ก๋งํด ์ํ ์นดํ๋ก๊ทธ๋ฅผ ์ถ์ ํ์์๋, ์ด๋ค ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๋ฒํฌ ์กฐ์ง ์์ค์ ํ๊ท ํ๋ ์ ๊ทผ์ฑ ํ๋กํ์ผ์ ๋จธ๋ฌผ๋ฌ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ค. ํ์ ๋ฐ๋ฌ ์์ ์ ๋ด๋ฐยท์ฌ๊ทผ์ธํฌ ๋ฑ ์๊ณต๊ฐ ํน์ด์ ์กฐ์ ์ปจํ ์คํธ์์ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด๊ฐ ์ ์ฌ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ์ด๋ป๊ฒ ์ฌ๋ฐฐ์ ํ๋์ง์ ๋ํ ๊ณ ํด์๋ ํ ์ ์์ค์ ์ ๋์ ์์ธก ์์์ด ๋ถ์ฌํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ก ์ธํด ์ํ์คํํธ๋ผ์ฅ์ (ASD) de novo ๋์ฐ๋ณ์ดยท์กฐํ๋ณ ๊ณตํต ๋ณ์ดยท์ ์ฒ์ฑ ์ฌ์ฅ์งํ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด์ ๋ณ์์ฑ ํ๋ณ์์ ์์์ฑ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ฏธํ์ง(false negative) ์ฌ๊ฐ์ง๋๊ฐ ๋์์ ์๋ํ๋ ์น๋ช ์ ์ด์ค ๋ณ๋ชฉ์ด R&D ํ์ดํ๋ผ์ธ ์ ๋ฐ์ ๋ง๋น์์ผฐ๋ค. gnomAD v4 ๊ธฐ์ค ์ดํฌ๊ท(ultra-rare) ๋ณ์ด์ ์ธํฌํ ๊ต์ฐจ ํจ๊ณผ ํฌ๊ธฐ ๋ถํฌ์กฐ์ฐจ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์ฐธ์กฐ ํ๋ ์์ด ์ ๋ฌดํ์ฌ, ๋ค๊ตญ์ ์ ๋ฐ์๋ฃ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด ๊ธฐ๋ฅ ํด์ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๊ฐ ์ฌ์ค์ ๊ฐ๋ ๋ถ๋ฅ ์ํ์ ๋์ฌ ์์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ChromBPNet ๋ฅ๋ฌ๋ ์ํ์ค ๋ชจ๋ธ 30์ต ์์ธก ํ ์ ๊ฐ๋ ๋ฐ ํ์-์ฑ์ฒด ๋ค์ธํฌ ์ปจํ ์คํธ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ณ์ด ํจ๊ณผ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ MontgomeryยทKundaje ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ChromBPNet ๋ฅ๋ฌ๋ ์ํ์ค ๋ชจ๋ธ์ ํ์ ๋ยท์ฌ์ฅ ๋ฐ ์ฑ์ฒด ๋ค๊ธฐ๊ด ๋จ์ผ์ธํฌ ATAC-seq ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ 30์ต ๊ฑด์ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด-ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ํจ๊ณผ ์์ธก ํ ์๋ฅผ ์ฐ์ถ, ์ธ๊ฐ ๋ฐ๋ฌ-์งํ ์คํํธ๋ผ ์ ์ญ์ ๊ฑธ์น ์ ๋ก ์๋ ์กฐ์ ํจ๊ณผ ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์๋ค. DeepLIFT ๊ธฐ์ฌ๋ ์ค์ฝ์ด๋ง๊ณผ TF-MoDISco ์ ์ฌ์ธ์ ๋ชจํฐํ ๋ฐ๊ตด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ง๋ ฌ ์ฐ๋ํ์ฌ MEF2ยทTBR1ยทNeuroD1ยทCNTNAP2ยทFOXG1ยทRFX ํจ๋ฐ๋ฆฌยทEBF3ยทARID1BยทPICALM ๋ฑ ์ ๊ฒฝ๋ฐ๋ฌ-์ ๊ฒฝํดํ ํต์ฌ ์ ์ ์์ข์ ์์ค ์กฐ์ ๋ชจ๋์์ ๋ณ์ด๊ฐ ์ ์ฌ์ธ์ ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ผ๊ธฐ์ ํด์๋๋ก ๊ต๋ํ๋ ์ ๋์ ๊ถค์ ์ ๊ท๋ช ํ์๋ค. ํต์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ํ์ ์ FLARE(Functional Lasso Analysis of Regulatory Evolution)๋ก, ChromBPNet ์กฐ์ ํจ๊ณผ ์์ธก๊ฐยท๊ณํต๋ฐ์ํ์ ์งํ์ ์ ์ฝ(phylogenetic constraint)ยท์ง๋จ์ ์ ํ์ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋ ์คํํธ๋ผ์ ๋ผ์ ์ ๊ทํ ํ๋ ์์ํฌ๋ก ํตํฉํ์ฌ, ๊ทน๋จ์ ์กฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ง๋ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด๋ฅผ ์์ฑ ๋ฐฐ๊ฒฝ ๋ณ์ด๋ก๋ถํฐ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋ถ๋ฆฌํด๋ด๋ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ฐ์ ์์ ์ ์ ๊ณ์ฐ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ํ๋ฆฝํ์๋ค. ์ค์ฆ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ณตํต ๋ณ์ด(MAF > 1%)๋ ๊ณ ๋๋ก ์ธํฌํ ํน์ด์ ์ธ ์กฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ธ ๋ฐ๋ฉด, ์ดํฌ๊ท ๋ณ์ด(ultra-rare)๋ ๋ค์ ์ธํฌํ์ ๊ฑธ์ณ ๋ ํฐ ํจ๊ณผ ํฌ๊ธฐ์ ๊ด๋ฒ์ํ ์ํฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ทน๋ช ํ ์ด๋ถ๋ฒ์ ์กฐ์ ์ํคํ ์ฒ๊ฐ ๋๋ฌ๋ฌ๋ค. ์ด๋ ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ผ ์ธํฌํ ๋จ์ ์ ํ ๋ชจ๋ธ์ ์์ ํ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ ๋ฐ๊ฒฌ์ผ๋ก, ํ์ ๋ด๋ฐ์์ ์กฐ์ ๋ณ์ด์ ๋ํ ์ํ ์ ํ(purifying selection) ์๋ ฅ์ด ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๋ ฅํ๊ฒ ์๋ํจ์ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ์๋ค. ๋น์ฝ๋ฉ ์กฐ์ ๋ง ์์ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ๋ฐ๋ฌ-์งํ ์ฐ์์ฒด ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ FLARE ํ๋ ์์ํฌ์ ์ํด ์ฐ์ถ๋ 30์ต ์์ธก ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ GTEx ๋ค๊ธฐ๊ด ๋ฐํ ๋ฐ์ดํฐยทROSMAP ๋ ๋ฐํ ์ด์์น(expression outlier) ์ฝํธํธยท์ํ ๊ฐ๊ณ ํธ๋ฆฌ์ค de novo ๋์ฐ๋ณ์ด ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ณผ ๊ต์ฐจ ์ ๋ถํจ์ผ๋ก์จ, ์งํ๋ณ-์ธํฌํ๋ณ ๋ถ์ ํํํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification)๋ฅผ ์คํํ์๋ค. ์ํ ์ฌ๋ก๊ตฐ์ de novo ์กฐ์ ๋์ฐ๋ณ์ด๊ฐ FLARE ์์์์ ์ ์ํ๊ฒ ์์ ์ง์ ๋์์ผ๋ฉฐ, ์กฐํ๋ณ GWAS ์ ์ ์จ(heritability)์ด FLARE ๊ณ ์์ ๋ณ์ด ๊ตฌ๊ฐ์ ์ ์ํ๊ฒ ๋์ถ๋จ์ ํ์ธ, ๊ณตํต-ํฌ๊ท ๋ณ์ด ์ฐ์์ฒด ์ ์ญ์์ ํ๋ ์์ํฌ์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆํ์๋ค. ํ์ ์ฌ์ฅ ๋จ์ผ์ธํฌ ATAC-seq์์ ์ถ์ถํ ์ฌ๊ทผ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ฒ์ฑ ์ฌ์ฅ์งํ ๋น์ฝ๋ฉ ๋์ฐ๋ณ์ด์ ์กฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ENCODE ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ์ฌ์ฅ ํผํฌ ์ฝ๊ณผ ์ง์ ์ฐ๋ํ์ฌ ์ญ์ฐํ์๊ณ , NFIBยทARID1B ๋ฑ ์ง์ ์ฅ์ -HADDS(Helsmoortel-Van der Aa syndrome) ์ฐ๊ด ์ ์ ์์ข์์ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์ ์ /๋ค์ดํด๋จํ์ ์ํ ์กฐ์ ํ๋ก ์ฌ๋ฐฐ์ ์ด ๋ฐ๋ฌ ์๊ฐ์ถ์ ๊ฑธ์ณ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์๋ํจ์ ์ฆ๊ฑฐํ์๋ค. ์ด๋ก์จ ๋จ์ผ ์์ ์ค๋ ์ท์ ๊ฐํ ์๋ ๊ธฐ์กด ์ํผ๊ฒ๋ ธ๋ฏน์ค ํด์ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ์๊ณต๊ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ๋ฐ๋ฌ-์งํ ์ฐ์์ฒด ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ๋ก ์ ๋ฉด ์ ๊ทธ๋ ์ด๋ํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ด ๋ง๋ จ๋์๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋น์ฝ๋ฉ ์ ์ ์ฒดํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด ๊ธฐ๋ฅ ํด์ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ์ ์ธ์ ์ ํ์ ์ ํ๋ฆฝํ๋ค. ChromBPNet ๋ชจ๋ธยทFLARE ์ค์ฝ์ดยทํผํฌ ์ฝ์ด SynapseยทGitHub(kundajelab/neuro-variants)ยทZenodo์ DOI ๋ถ์ฌ ์คํ์์ค ๋ฆฌ์์ค๋ก ๊ณต๊ฐ๋จ์ผ๋ก์จ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌยท๋ฐ์ด์คํ ์ ๋น์ฝ๋ฉ ํ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ์ฅ์ ์ฆ์ ์ฐ๋ ๊ฐ๋ฅํ ๊ณต๊ณต ์ธํ๋ผ๊ฐ ๊ฐ๋๋๋ค. IlluminaยทPacBio ์ฅ๊ธฐ ๋ฆฌ๋ ์ํ์ฑ ๊ธฐ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด ํตํฉ, 10x Genomics ๋จ์ผ์ธํฌ ๋ฉํฐ์ค๋ฏน์ค(scRNA-seq + scATAC-seq ๋์ ํ๋กํ์ผ๋ง)์์ ํ๋ฅ ์ฐ๋ ์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ธํฌํ๋ณ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ FLARE ํ ์์ ์ค์๊ฐ ๋งคํํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ์์ธก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๊ฐ ๋ช ์๋๋ค. RocheยทGenentech์ ์ํ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ, BiogenยทIonis์ ์ํฐ์ผ์ค ์ฌ๋ฆฌ๊ณ ๋ดํด๋ ์คํ์ด๋(ASO) ์กฐํ๋ณ ํ๋ก๊ทธ๋จ, Novartis ์ ์ฒ์ฑ ์ฌ์ฅ์งํ ์ ์ ์ ๊ต์ Phase I/II ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๋ฑ ์ฐจ์ธ๋ ๋น์ฝ๋ฉ ํ์ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ์ IND ์ ์ถ ์ FLARE ๊ธฐ๋ฐ ๋ณ์ด ์ฐ์ ์์ ์ค์ฝ์ด๋ฅผ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ท๊ฒฉ์ผ๋ก ํ์ฌํ ๊ฒฝ์ฐ, FDAยทEMA ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ์์ ๋น์ฝ๋ฉ ๋ณ์ด ๋ณ์์ฑ ๊ทผ๊ฑฐ์ ๊ท์ ๋ฑ๊ธ์ด ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํฅ๋๋ฉฐ, cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ 30์ต ๊ฑด ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ณ์ด ํจ๊ณผ ์์ธก ํ ์๋ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋น์ฝ๋ฉ ์กฐ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ๋ฐ์์ฝํ ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ ๊ฒฝยท์ฌ์ฅ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ์ํยท์กฐํ๋ณ ํ์์ de novo ๋น์ฝ๋ฉ ์กฐ์ ๋์ฐ๋ณ์ด ๋ณ์์ฑ ์๋๋ก ์ FLARE ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ ์๋ด ๋ฐ ์กฐ๊ธฐ ์ง๋จ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์์์ฑ ๋ณ์ด ๋ถ๋ฅ ์คํ์ ๋ํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ GTExยทROSMAPยทgnomAD ๋ฑ ๋๊ท๋ชจ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ์ข ๋ณ ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋น๋ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋น์ฝ๋ฉ ์์ค ์กฐ์ ํ์ ์ ์ ํจ ์ ์ฌ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๋ณํ๋์ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋น์ฝ๋ฉ ํ์ ์ ์ ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ FLARE ๊ทน๋จ์ ์กฐ์ ํจ๊ณผ ์ค์ฝ์ด๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ์์ธก ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Medicine๐ค AI ์์ฝ๋งค๋ฒ ์๋ก์ด ๋ถ์์ผ๋ก ํฌ๊ท ๋์น๋ณ ์ง๋จ ๋๋ ์ ์ ์ฒด ์๋ ์ฌ๋ถ์ ๋๊ตฌ 'Talos'
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ผํ์ฑ ์ ์ ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ํ๊ณ์ ํฌ๊ท ์งํ R&D์ ๋์ ์ ์ ํ ๋ณ์ด ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ์ผํ์ฑ ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ ๋ฐ ์ ์ ๋ณ์ด ์ฃผ์ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๊ธ๊ฒฉํ ์ ๋ฐ์ดํธ๋๋ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ณ์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํด ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ ๋ฐ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ์ ๋์ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๋ณด์ ๋๋ค. ํนํ ํฌ๊ท ์ ์ ์งํ R&D ํ์ดํ๋ผ์ธ์์ ๋ฏธํด๊ฒฐ๋ก ๋ฐฉ์น๋ ์์ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๋ถ์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ก ์์ฉํด ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋ ์ฌ์ ๋ฐ ํน์ด์ ์ ์ ์ฒด ๋ณด์ ํ์ ํ๋์ ์ ํดํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ผ๋ก ์์ฉํฉ๋๋ค. ์ค์ ๋ก ๋ฏธ์ถฉ์กฑ ์๋ฃ ์์๊ฐ ๋์ ํฌ๊ท ์งํ ์์ญ์์ ์ถ์ ๋ ๊ธฐ์กด WES/WGS ์์นด์ด๋ธ์ 70% ์ด์์ด ๋ถ์ ํ์ค ๋ํ๋ก ์ธํด ๋ ธ์ด์ฆ๋ก ๋ฐฉ์น๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ธ๋ก๋ฒ ํฌ๊ท์งํ ์น๋ฃ์ ์์ฅ(2026๋ ์ฝ 2,400์ต ๋ฌ๋ฌ ๊ท๋ชจ) ์ง์ ์ ๋ ธ๋ฆฌ๋ ๋ค๊ตญ์ ๋ฐ์ด์คํ ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์ต์ ํ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ง์ฐ์ํค๋ ์ฃผ์์ธ์ ๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์คํ์์ค Talos ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋ค์ค ํ์ ๋จ์ผ ์ธํฌ ์ค์ผ์ผ ์ค๋ฏน์ค ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ์์ ๊ฐ๋๋ ์คํ์์ค Talos ํ๋ซํผ(doi:10.1038/s41591-026-04516-1)์ ์ ์ ์ฒด ์์นด์ด๋ธ๋ฅผ ์ต์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ ์ฒดํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ์๋์ผ๋ก ๊ต์ฐจ ๋์กฐํ์ฌ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ์์ค์์ ๋ณ์ด ๋ณ์์ฑ์ ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฃผ์ํํ๋ ์ ์ฐ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. Talos๋ ๋๊ท๋ชจ ์ฝํธํธ ์ค์ผ์ผ์์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์กฐ์จํ๊ณ ์ ์ฌ ์จ์ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณ์ฐํจ์ผ๋ก์จ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ๊ณ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋ณ์ด(VUS) ์์ธก์ ๊ธฐ์ฑ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ๋ถ์ ๊ณผ์ ์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๋ ๋ณด์ ๊ณ์ ์ฐ๋ ๋ชจ๋์ ๊ฒฐํฉํด ์ค์ ์ง๋จ ์ ํจ๋๋ฅผ ๊ทน๋ํํ์ต๋๋ค. ํนํ Illumina ๋ฐ PacBio ๋กฑ๋ฆฌ๋ ์ํ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ์ง์ํ์ฌ ๋จ์ผ์ผ๊ธฐ๋ณ์ด(SNV)์ ๊ตฌ์กฐ๋ณ์ด(SV)์ ๊ฒฝ๊ณ ์ ๋ณด๋ฅผ ํตํฉ ๋งคํํฉ๋๋ค. ํฌ๊ท ์ ์ ๋ณ์ด ์ ์ด ๊ตฌ์กฐ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ฌ์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ ์ ์ ํ์ ๋ณ์ด๊ฐ ์ด๋ํ๋ ์ธํฌ ๋ด ํญ์์ฑ ๊ต๋ ๊ธฐ์ ์ ์ํํ๊ธฐ ์ํด ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๊ธฐ๋ฐ์ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification) ๋ถ๋ฅ ๊ธฐํ์ ์๋ฆฝํ์์ต๋๋ค. ํน์ ๋ณ์ด ๋์ฌ ๊ฒฝ๋ก ๋ด์ ์๋๋ก ์ ์จ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ ํ๊ฒฝ์์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ค์ดํด๋จํ ๋ฐ ์ ํด๋จํํจ์ผ๋ก์จ, ๊ฐ๋ณ์ ์ธ ์ ์ ์ ์คํธ๋ ์ค ๋ถํ ์ํฉ ์์์๋ ๊ฐ์ญ์ ํญ์์ฑ ์ ์ง ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ ์งํ๋ ์์จ ์กฐ์จ ๋ฃจํ๋ฅผ ๊ท๋ช ํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ํ์ ์ ๋ ์์ฒด ์ ๋ณด์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋ณ๋ ์์น๋ฅผ ๊ณ๋ํํ๊ณ ์ ์ฌ ์ธ์ ๋ฐํ ํ๊ณ๋ฅผ ์์ธกํจ์ผ๋ก์จ, ํ์ ๋ง์ถคํ ์ฝ๋ฌผ์ ์ต์ ์ ์ฉ์ ์ ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ๋ ์ธต๋ณํ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋ณ์์ต๋๋ค. ๋์๊ฐ Roche ๋ฑ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ํฌ๊ท ์ ๊ฒฝ๊ทผ์ก๊ณ ์งํ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ถ์์์ ํ์ ์คํ๋ผ์ด์ฑ ๋ณ์ด ์์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ ์ ๋ณ ์ ํ๋๋ฅผ ๋์ด๋ ์ํ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์ ์ ์ฒดํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ฑ๊ณผ๋ ํฌ๊ท ์งํ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์ ์ ์ฒดํ ํ์ค ์ธํ๋ผ๋ก ๋ฆฌ์ ํ ๊ฒ์ ์ ์ธํ๊ณ ์์ต๋๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ ๋ฐ ๋ฐ์ด์คํ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ์ฅ ๊ตญ๋ฉด์์ ํต์ฌ์ ์ธ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์ ์ฐ๋์ ํ์คํํ์ฌ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋ถ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ๋ ์ ์ ์ธ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด์ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ์น์ธ ๊ท๊ฒฉ์ ์ ๋ฉด ์ถฉ์กฑํ๋ฉฐ, ํ์ฌ ์์ 2/3์ ๋จ๊ณ์ ์์นํ ๋ค์ํ ํฌ๊ท ์ ์ ์งํ ์น๋ฃ์ ์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ๋ฐ ์์ฐ ๊ณต์ ์ธํ๊ฐ(cGMP)์ ๊ท์ ์น์ธ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๊ณ ๋ถ๊ฐ๊ฐ์น ๋์งํธ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ ์ ์ฒด ์๋ ์ฌ๋ถ์ ํ๋ซํผ ๊ฐ๋ฐ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ํฌ๊ท ์งํ ๋ณ์ด ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ๋ฐ์์ฝํ ์ง๋จ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ํฌ๊ท ๋ณ์ด ๋ถ์์ ๋ณ์์ฑ ๊ฒฐํฉ ์๋๋ก ์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ค์ผ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์กฐ๊ธฐ ๊ฐ์ ์คํจ๋ก ์ธํ ์๊ตฌ ์์ ์์ ๋ฌธ์ ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์ ์ํ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์ต์ ์ธ๊ฐ ๋ณ์์ฑ ๋ณ์ด ํ ์๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ๊ธ๋ก๋ฒ ์คํ์์ค ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ ์ ์ ๋ถ๋ ๋ฐ ๋ฐฐ๊ฒฝ ๋์ฌ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ ์ธํฌ ๋ด ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์ ํจ ๋ํน ์น๋ฃ ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ํฌ๊ท ๋์น์ฑ ์ ์ ์งํ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ๋ณ์ด ์ ์ฌ ์์ค ๋ฐ ์ธํฌ ํฌ๊ณผ ์๋ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ ์ ํ ๋ณ์ด ๋ถ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ์ธ๊ณต์ง๋ฅ์ด ์์ธกํ๋ RNA ์คํ๋ผ์ด์ฑ ๋ณ์ด, ํฌ๊ท ์งํ ์ ๋ฐ ์ํ์ ํต์ฌ์ผ๋ก ๋ถ์
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ํต๊ณ์ ํด๋ฆฌ์คํฑ์ ๊ธฐ์ ์ ํ๊ณ์ ํฌ๊ท ์ ๊ฒฝ๊ทผ์ก ์งํ ๋ฐ ํญ์ ์ ์ฝ R&D์ ์คํ๋ผ์ด์ฑ ๋ณ์ด ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ ์ ์ด๊ณ ์ ์ ์ธ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ RNA ์ฑ์ ๊ณผ์ ์ alternative splicing์ด ์ง๋ ๋ค์ฐจ์ ๋์ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ๋ชจ์ฌํ์ง ๋ชปํด ํฌ๊ท ์งํ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ์ ์น๋ช ์ ์ธ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๊ฐ์ก๋ค. ๋ํ์ ์ผ๋ก ๋จ์ผ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ ๊ณผ์ ์์ ์คํ๋ผ์ด์ฑ ์ธ์์ ๊ณต๊ฐ์ ํ ํด๋ก์ง๊ฐ ๋ถ๊ดดํ๋ฉฐ ๋ฐ์ํ๋ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ, ์ข ๊ฐ splicing regulatory element ๋ถ์ผ์น๋ก ์ธํ ์ ์์ ํจ๋ฅ์ ์์ ์ ์ด ์คํจ, ํ์ ์ธํฌ ๋ด ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค ๋ฑ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ํต์ ํ ์ ์์๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์ฒ์์ฑ ๊ทผ์์ถ์ฆ(SMA) ์น๋ฃ์ ์ธ Nusinersen(Spinraza)์ด๋ ๋ค์ผ ๊ทผ์ด์์์ฆ(DMD) ์น๋ฃ๋ฅผ ์ํ Sarepta์ ASO ํ์ดํ๋ผ์ธ R&D ๋จ๊ณ์์ ์ค์ ์์ฐฉ ๋ฐ ์ ํจ ์๋ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ์ง ๋ชปํ๊ณ ๋๋ค์์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง์ด ์ฌ์ฅ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ ์ด๋ํด ์๋ค. ์ด๊ธฐ ํต๊ณ ๋ชจ๋ธ์ ๋จ์ splice site ์์ด ๊ฐ๋๋ง์ ์ค์บํ ๋ฟ, RNA 2์ฐจ ๊ตฌ์กฐ๋ RNA-๋จ๋ฐฑ์ง ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง์ ์ ์ญ์ ๋ณ๋์ ๋ชจ๋ธ๋งํ์ง ๋ชปํด ์์์ฑ ํ์ ์์ธก์จ์ด ๋น์ ์์ ์ผ๋ก ๋์๊ณ , ์ด๋ ๊ฐ๋ฐ ๋น์ฉ์ ์์กฐ ์ ๋ ๋ญ๋น๋ก ์ด์ด์ก๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ณ์คํฌ๋จธ ๋ฐ ๊ทธ๋ํ ์ ๊ฒฝ๋ง ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ๋ค์ฐจ์ ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ต์ Nature Genetics ๋ฆฌ๋ทฐ(doi:10.1038/s41588-026-02629-4)์ ๋ช ์๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, ๊ธฐ์กด ํต๊ณ์ ํ๊ณ๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ ์ฌ์ธต ์ ๊ฒฝ๋ง ๋ชจ๋ธ ๋ฐ ๊ทธ๋ํ ์ ๊ฒฝ๋ง(GNN) ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ๊ฐ ์ ๋ชฉ๋๊ณ ์๋ค. ์ด ์ ์ฐ ์ํคํ ์ฒ๋ DNA ์์ด ์ ๋ณด์ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ, ํ์คํค ๋ณํ ํจํด ๋ฑ์ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ํํ๋ก ๋ณํํ์ฌ ์ ์ฌ์ ์ ํฉ์ด ๋์ ์ํ๋๋ co-transcriptional splicing ์ํ ๋ฒกํฐ๋ฅผ ์ ๋ฐ ๋๊ธฐํํ๋ค. ํนํ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ๊ฒฝ์์ ์คํ๋ผ์ด์์ข ์ปดํ๋ ์ค์ ๋ฐ์ธ๋ฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์ฌ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๊ณ ์์ดํ ์คํ ํ๋ซํผ ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๋ฐฐ์ ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋ฉด์ญ์์ฑ ๋ค์ค์ํฐ์ ์ ๋์ฑ isoform ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๋จ์ผ ์ผ๊ธฐ ์์ค์ ๊ทน์ดํด์๋๋ก ๊ท๋ช ํ์ฌ ์ ์ฐ ์ค์บ์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ ๋ฉด ์ ์ฆํ๋ ์พ๊ฑฐ๋ฅผ ์ด๋ฃจ์ด๋๋ค. RNA ์ ํฉ ๊ธฐ์ ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ์ฌ์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์ ํ๋ซํผ์ ์ฑ๋ฅ ๋น์ฝ์ ๋๊ท๋ชจ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๊ธฐ๋ฐ ํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification) ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ์ผ๋ก ๊ท๊ฒฐ๋๋ค. ํฌ๊ท ์ ์ ์ ์งํ ํ์์ ํน์ด์ cryptic splice site ํ์ฑํ ์ ํ๊ณผ ๊ฐ๊ณ ์ ์ ์ ๋ณด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ค์ค ์ ๋ ฌํ์ฌ ํ์๊ตฐ์ ๋ถ์ ํํํ์ ๋ฐ๋ผ ๊ทน๋ฏธ์ธํ๊ฒ ๊ณ์ธตํํ๊ณ , ์คํ๋ผ์ด์ฑ ๋ฐ์ ์ ๋ ์จ์ ๋จ๊ณ(Rate-limiting step)์ ์๋ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์ ํด๋จํ ๋๋ ๋ค์ดํด๋จํํ๋ ์กฐ์จ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ๊ตฌํํ๋ค. ์ด๋ก์จ ์ธ๋ถ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ์ญ๋ ์์์๋ ์ธํฌ๊ฐ ๊ฐ์ญ์ ์ธ ์ ์ฌ์ฒด ํญ์์ฑ(Transcriptomic Homeostasis)์ ์์จ์ ์ผ๋ก ํ๋ณตํ๋๋ก ์ ๋ํ๋ ASO ๋ํน ์ํ์ค ๊ฐ์ด๋ ๋ผ์ธ์ ๊ฒฌ๊ณ ํ ๋ฐฑ๋ณธ์ ํ๋ณดํ๋ค. ์ด๋ ํ์๋ณ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์ ์์ธก ์ฑ๋ฅ(AUC-ROC)์ ๊ธฐ์กด ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ๋ชจ๋ธ ๋๋น 35% ์ด์ ์ํ์ํค๋ฉฐ B2B ์ ๋ฐ ์ ์ฝ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค์ ํต์ฌ ๊ณ์ฐ ์ํ์ ํ๋ ์์ํฌ๋ก ์์ฐฉํ๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ์คํ๋ผ์ด์ฑ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์ธก ๊ณ ๋ํ๋ ๊ธ๋ก๋ฒ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ AI ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ ์ฐ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๊ณ ์๋ค. Ionis, Sarepta, Deep Genomics ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์คํ ์ ์ด๋ฏธ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์ ์ฐ๋์ ํตํด ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ์ฌ ์ ์ฝ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ์ต์ ํ ๊ธฐ๊ฐ์ ์ ๋ฉด ๋จ์ถํ๋ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ๋์๊ฐ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์คํ๋ผ์ด์ฑ ๋ณ์ด ์์ธก ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด์ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํ์ฌ ์์ ๋งค์นญ ํจ์จ์ ๊ทน๋ํํ๋ฉฐ, ๋ฏธ FDA ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์น์ธ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ค. 2030๋ ๊น์ง 120์ต ๋ฌ๋ฌ ๊ท๋ชจ๋ก ์ฑ์ฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ASO ์์ฅ์์ ๋ณธ ๊ธฐ์ ์ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋ ์ ์ ๋์งํธ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๊ณต๊ธ๋ง์ ์ค์ฌ์ถ์ ์ค ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ AI ๊ธฐ๋ฐ ์คํ๋ผ์ด์ฑ ์์ธก ๊ธฐ์ ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ ์ฌ์ฒด ๋ณ์ด ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ASO ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ํฌ๊ท ์ ์ ์งํ์ฑ cryptic splice site ํ์ฑ ์๋๋ก ์ ๋ฅ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ์ ๋ณ์คํฌ๋จธ ์ ์ฐ ์ค์บ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ค์ง ๋ฐ ํ์ ์ดํ ๋ณ์ด ์ถ์ ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํ์ ์์กด์จ ์ ๊ณ ๋ฐ ๋ ์ฑ ๋ฐฐ์ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์ ์ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ด ๋ฐ RNA-seq ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ClinVar ๋ฐ gnomAD ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ๋ณ ํฌ๊ท ์ ์ ์ ๋คํ์ฑ์ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ์ํฐ์ผ์ค ์ฌ๋ฆฌ๊ณ ๋ดํด๋ ์คํ์ด๋(ASO)์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ RNA ์คํ๋ผ์ด์ฑ ๊ต์ ํ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ RNA 2์ฐจ ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ์ธ๋ฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ธํฌ์ฃผ ๋ฐฐ์น๋ณ ์คํ๋ผ์ด์ฑ ํจ๋ฅ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature๐ค AI ์์ฝ๋๋ฌด๋๋ณด์ ์ ๋์ฌ ์ ์ ๋น๋ฐ: LINE1์ด ๋ณต์ ํ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์ ์ ์์ ๊ธฐ๋ฅ ์ ํ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ๋จ์ผ-๋ ํผ๋ฐ์ค ํฌ์ ๋ฅ ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ ํ๊ณ์ ๋น์ถ๋ฅ ๋์ฌ ์ ์ R&D์ ๋ ํธ๋ก์ ์์ธ์ ์ญํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด ํฌ์ ๋ฅ ๋น๊ต์ ์ ์ฒดํ์ ์ธ๊ฐยท์ค์น๋ฅ ์ค์ฌ ๋จ์ ์ ๋ ํผ๋ฐ์ค ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ์ ๊ณ ์ฐฉ๋์ด ๋น์ถ์๋ชฉ(Xenarthra) โ ๋๋ฌด๋๋ณดยท๊ฐ๋ฏธํฅ๊ธฐยท์๋ฅด๋ง๋๋ก โ ์ ๊ทน๋จ์ ๋์ฌ ํํํ์ ์ค๋ช ํ ์ผ์์ฒด ์์ค ๊ตฌ์กฐ ๋ณ์ด ํ ์๋ฅผ ์ ํ ํฌ์ฐฉํ์ง ๋ชปํ๋ค. ๋๋ฌด๋๋ณด๋ ์ฒด์ง๋ ๋๋น ๊ธฐ์ด๋์ฌ์จ์ด ์์ธก์น์ 69~79% ์๋๋ก ํด๋จํ๋ ์ ์ผํ ์ง์๋ฅ์์๋, ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์ ์ ์ฒด ์ด์๊ณผ ํต ์ ์ ์ฒด ๋ณด์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ ๊ฐ ์ ๋์ ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆ์ด ๋ถ์ฌํ๋ค. ํนํ LINE1 ๋ ํธ๋ก์ ์์ธ์๊ฐ ๋งค๊ฐํ๋ ๋ ํธ๋ก์นดํผ(retrocopy) ์์ฑ ๋น๋, ๋ฐํ ์กฐ์ง ๋ถํฌ, ์ํ(domestication) ์ ํ์ ์๊ทธ๋์ฒ๋ฅผ ํฌ์ ๋ฅ ์ ๋ฐ๊ณผ ๋น๊ตํ ์ผ์์ฒด ์์ค ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์์ฒด๊ฐ ์กด์ฌํ์ง ์์, ์ ์๋์ง ํญ์์ฑ ์ ์ง์ ๋ถ์ ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ฌ๊ตฌ์ฑํ๋ ๊ฒ์ด ์์ฒ ์ฐจ๋จ๋์ด ์์๋ค. Wellcome Sanger InstituteยทLeibniz-IZWยทHospital Sรญrio-Libanรชs ๊ณต๋ ์ปจ์์์์ ์ด ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ ์กฐ์คํ์ฌ Choloepus didactylus(๋ฆฐ๋ค๋๋ฐ๊ฐ๋ฝ๋๋ฌด๋๋ณด) ๋ฐ Tamandua tetradactyla(๋จ๋ฐฉ๊ฐ๋ฏธํฅ๊ธฐ)์ ์ผ์์ฒด ๊ธ de novo ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ๋ฅผ ๊ฐ๋, ํฌ์ ๋ฅ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ๋๋์ค์ผ์ดํ์ ํ๊ดด์ ์ฌ์ ์์ ์ฐฉ์ํ๋ค(Uliano-Silva et al., BMC Biol. 24, 137, 2026; DOI 10.1186/s12915-026-02632-5). ๋ฐ๊ฒฌ: LINE1 ๋งค๊ฐ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ๋๋ ์ธ๋ฒคํ ๋ฆฌ ๊ฐ๋ ๋ฐ 5๊ฐ ์กฐ์ง ํด์๋ ์ ์ฌ์ฒด ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ C. didactylus ๊ฒ๋์์ ๊ฒ์ถ๋ ๋ ํธ๋ก์นดํผ๋ 15,898๊ฐ๋ก, ํต์ ํฌ์ ๋ฅ ๋ฒ์(2,000~8,000๊ฐ)๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ ๋๋ฌผ๊ณ ์ ์ฒด ์ต๊ณ ์น๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค. Scaffold N50 146 MbยทContig N50 20 Mb์ ๊ณ ์ฐ์์ฑ ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ ์์์ LINE1 ์ฐ์ธ ์๋ธํจ๋ฐ๋ฆฌ ChoHof-6.463(Kimura ๊ฑฐ๋ฆฌ ~2%, 5,531 ์นดํผ)์ด ์ ์ ์ ์ฅ ์ฝ์ ์ฒด๋ก ํ๋ฐํ ์์กดํจ์ ํ์ธ, ๋ ํธ๋ก์ ์ ๊ธฐ๊ณ์ ํ์ฌ ์งํํ ๊ฐ๋ ์ํ๋ฅผ ์ค์ฆํ๋ค. ๋น์ฅยท๋ยท๊ฐยทํยทํ์ก 5๊ฐ ์กฐ์ง ์ ์ฌ์ฒด ๋งคํธ๋ฆญ์ค์์ ๋ ํธ๋ก์นดํผ์ 49%๊ฐ ๋ฐํ์ ๋ณด์ฌ, ์๋ฅด๋ง๋๋ก D. novemcinctus 3๊ฐ ์กฐ์ง 27% ๋๋น ์กฐ์ง ๋ค์์ฑ๊ณผ ๋ฐํ ๋น์จ ๋ชจ๋ ์ ์๋ฏธํ๊ฒ ํ์ฅ๋์๋ค. ๋ ํธ๋ก์นดํผ ์ค์๊ฐ ๊ธธ์ด 1,100 nt(ํ ํฌ์ ๋ฅ 500~750 nt), ORF ๋ณด์ ์จ 75.6%๋ ์ด๋ค์ด ๋จ์ ์์ ์ ์(pseudogene) ์ํด๊ฐ ์๋ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ ์ฌ ๋จ์๋ก ์ํ๋์์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๊ฐ๋ ฅํ ์์ฌํ๋ค. ๊ณํต ํน์ด ๋ ํธ๋ก์นดํผ ๋น์จ(32~52%)์ ์ฝ 3,000๋ง ๋ ์ ํ์ ๋๋ฌด๋๋ณด ์ต์ข ๊ณตํต ์กฐ์ ๋ถ๊ธฐ ์์ ์์ ํญ๋ฐ์ ์ญ์ค๋ณต(retroduplication burst)์ด ๋ฐ์ํ์์ ์์ํ์ ์ผ๋ก ํ์ ํ๋ค. ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ยท์ฐํํ์ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์ ๋์ฌ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ 38๊ฐ ์ํ ํ๋ณด ๋ ํธ๋ก์นดํผ์ ๋ํ dN/dS < 0.5 ์ ์ ์ ํ์ ๊ฒ์ฆยทORF ์์กด์จ โฅ 70%ยท์กฐ์ง ํน์ด์ ๋ฐํ ํ๋กํ์ผ๋ง์ ์๋ฃ, ๊ทธ ๋ถ๋ชจ ์ ์ ์๊ฐ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์ ์์ ๋ฌ๊ณ Complex IV ์๋จ์(COX5B), ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์ํฌํธ ์ฐํํ์ ์ธ์(CHCHD4), ์ง์ง ํญ์์ฑยทROS ์กฐ์ ์(CISD1), ๊ธ๋ฃจํ๋ ๋ ์ ํญ์ฐํ ํจ์(GLRX), ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ๋ฆฌ๋ณด์ ๋จ๋ฐฑ์ง(MRPS36), AU RNA ๊ฒฐํฉ ๋ฉํธ๊ธ๋ฃจํ์ฝ๋-CoA ๊ฐ์๋ถํดํจ์(AUH) ๋ฑ ์์ฒด์๋์งยท์ฐํํ์ ์ฝ์ด ๋ ธ๋์ ์ง์ค ๋ถํฌํจ์ ๊ท๋ช ํ๋ค. ๊ธฐ๋ฅ ๋์ถ ๋ถ์์์ ํ์ํ๋ฌผ ๋์ฌ, ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์กฐ์งํ, ๋ฆฌ๋ณด์ ์ํฉ์ฑ ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ์ ๋ฐ์์ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ๊ณผ๋ํํ๋์๋ค. ์ด๋ ๋๋ฌด๋๋ณด๊ฐ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์ ์ ์ฒด ์ด์์ ์ํ ์์ฒด์๋์ง ๊ฒฐ์์ ํต ์ ์ ์ฒด ์ ๋ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ์ํ๋ผ๋ ๋ณด์์ ์ ํด๋จํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ผ๋ก ๊ฐ์ญ์ ์์จ ์กฐ์จํ๊ณ ์์์ ์๋ฏธํ๋ฉฐ, ์ฒด์จ ์กฐ์ ์ ์ฐ์ฑ(ํญ์จ-๋ณ์จ ๊ต๋ ์ ๋ต)๊ณผ ๊ฒฐํฉ๋ ์ ๋์ฌ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ๋ถ์ ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ต์ด๋ก ์๋ฆฝํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋น๊ต๋์ฌ์ ์ ์ฒดํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์งํ ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ ๋์ฌ ๋ถ์ ์ฒด๊ณ๋ฅผ LINE1 ๋ ํธ๋ก์นดํผ ์ญํ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋น๊ต์ ์ ์ฒด ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ์ ์ธ์ ์ ํ์ ์ด๋ค. Pedro Galante ๋ฐ์ฌ(Hospital Sรญrio-Libanรชs)๊ฐ ๋ช ์ํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, ๋น๋จ๋ณยท์ ๊ฒฝํดํ์ฑ ์งํยท๊ทผ์์ถ์ฆยท๋ ธํ ๊ด๋ จ ์ฅ์ ๋ฑ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์๋์ง ์์ฐ ๊ฒฐํจ์ด ํต์ฌ ๋ณ์ธ์ธ ์ธ๊ฐ ์งํ๊ตฐ์ ๋๋ฌด๋๋ณด ์ธํฌ์ฃผ๊ฐ ์ฒ์ฐ ์ ์๋์ง ์ํ ๋์ฒ ๋ชจ๋ธ๋ก ์ง์ ๊ธฐ์ฌํ ์ ์๋ค. Earth Tree of Life ํ๋ก์ ํธ ๋ฐ Vertebrate Genomes Project์ ์ฐ๋ํ์ฌ ๋น์ถ๋ฅ ์ ๊ณํต์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ์์ฑ ์๋ ์์๋ฅผ ์ข ๊ฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ํ์คํํจ์ผ๋ก์จ, ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ ํ์ง ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๊ฐ ๋ง๋ จ๋๋ค. ๋์๊ฐ ์กฐ์ง ๋ณด์กด, ์คํ์ ์ํ, ์ฅ๊ธฐ ์ฐ์ฃผ ๋นํ ์ ๋์ฌ ์ต์ ํ๋กํ ์ฝ ์ค๊ณ์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง, ๋ ํธ๋ก์นดํผ ์ํ ์๊ทธ๋์ฒ๋ฅผ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ํจ๋๋ก ์ ํํ์ฌ IND ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ๋ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก์์ ํฌ์ง์ ๋์ด ํ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ LINE1 ๋งค๊ฐ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ์ํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ ๊ท๋ช ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์งํ์ ์ ์ฒดํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์งํ ์น๋ฃ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋์ฌ์ํ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ COX5BยทCHCHD4ยทCISD1 ๋ฑ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์ ์์ ๋ฌ๊ณ ๊ฒฐํจ ์๋๋ก ์ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ๋ฐํ ํ๋กํ์ผ AI ์ค์บ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ๋ชจ๋ํฐ๋งํจ์ผ๋ก์จ ๋น๋จ๋ณยท์ ๊ฒฝํดํ ํ์์ ์์ฒด์๋์ง ๊ฒฐ์ ์ง๋จ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ๊ธฐ๋ฅ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ 15,898๊ฐ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ์ธ๋ฒคํ ๋ฆฌ๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ๋น์ถ๋ฅ ๋น๊ต์ ์ ์ฒด ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ Earth BioGenome Project ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์ข ๊ฐ ๋์ฌ์จ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ํ์ ์ฝ๋ฌผ์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์กฐ์ง๋ณ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ๋ฐํ ํ ์๋ก ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ ์งํ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ dN/dS < 0.5 ์ ์ ์ ํ์ ๊ณ์ ๋ฐ ORF ์์กด์จ โฅ 70% ์ญ์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋ ํธ๋ก์นดํผ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ํ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Cancer research๐ค AI ์์ฝ๊ฐ์ ์ข ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๋ซํผ์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ ๋น์์ธํฌํ์์ ํฉ์ฑ์น์ฌ ํ์ ์น๋ฃ๋ฒ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๋จ์ ์ ์ ์ฐ ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ๊ธฐ์ ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์ ๋น์์ธํฌํ์ R&D์ ํ์ ํน์ด์ ๋ค์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๋น์์ธํฌํ์(NSCLC) ์ ์์ข ์น๋ฃ R&D๋ ๊ฐ๋ณ ํ์์ ๊ด๋ฒ์ํ ์ ์ ์ฒด์ ์ด์ง์ฑ๊ณผ ๋ณต์ก๋ค๋จํ ๋ณ์ด ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ๋์ ์ผ๋ก ์์ฉํ์ง ๋ชปํ๋ ํ๊ณ์ ๋ด์ฐฉํด ์์๋ค. ์ข ์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ๋ฃจํ์ ํ๋ญ์ค ๋ณํ๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ถ์ ํ ์ ์๋ ์ ์ ๋ถ์ ๋ฐ ๋จ์ ์ ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์ ์ด์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ, EGFR ๋ณ์ด ๋๋ p53 ๊ฒฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐํ ์ ํธ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก ํ์ฑํ์ ๊ฐ์ ์ข ๊ฐยท๊ฐ์ฒด๊ฐ ์์ฒด ๋ด ๋ณ๋์ฑ์ ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํด ์ ํจ ์์ฐฉ ๋ฐ ์๋ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ๋ ๋ฐ ์ฐ์ด์ด ์คํจํด ์๋ค. ๋งค๋ ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก 100๋ง ๋ช ์ด์์ ์ ๊ท ํ์๊ฐ ์ง๋จ๋๊ณ 5๋ ์์กด์จ์ด 20% ๋ฏธ๋ง์ ๋จธ๋ฌด๋ NSCLC ํ์๊ตฐ์ ์ํ ๊ฐ์ ์ ์ํด์๋ ํ์ ์ ๋ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ ํ๊ฐํ๊ณ ๋ค์ฐจ์ ์ํํ์ ๋ฐ์ ์๋๋ก ์ ๋์ ์ผ๋ก ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ ์ ์๋ ๊ณ ํด์๋ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ์ ์ ๊ทผ๋ฒ์ด ํ์์ ์ด๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๊ฐ์ ์ข ์ ๋ฌผ๋ฆฌํํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ธํฌ ํด์๋ ๋ค์ฐจ์ ๋ฐ์ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๊ฐ๋ฐ๋ ๊ฐ์ ์ข ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๋ซํผ์ ๋ณต์กํ ๋ฐ์์ฑ ์ ํธ์ ๋ฌ ์ธํฐํ๋ ์ด๋ฅผ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ผ๋ก ์ถ์ ํ์ฌ ์ต์ ์ ์ฝ๋ฌผ-์ฝ๋ฌผ ๋ฐ ์ฝ๋ฌผ-๋ฐฉ์ฌ์ ์๋์ง ์กฐํฉ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ๊ฒฝ์์ ์ ์ ์์ธกํ๋ ํ๊ดด์ ๊ธฐ์ ์ค์ฆ์ ๋ฌ์ฑํ๋ค. ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์(ODE) ์์คํ ์ ๋์ ํ์ฌ ๋ถ์ ๊ฐ ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ฏธ์ธ ์กฐ์จํ๊ณ ์ธํฌ ๋ด ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ์๋ ์์๋ฅผ ์ ์ฐ์ผ๋ก ์ญ์ฐํด ๋์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์กด ๊ธฐ์ฑ ๋ชจ๋ธ์ ์์ธก ๋ฅ๋ ฅ์ ์๋์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ค. ๋ค์ํ ์ ์ ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ ํ์ฌํ ๊ฐ์์ ์์ธํฌ ํ ์๋ฅผ ๋๊ธฐํํ์ฌ 10,000๊ฐ์ง ์ด์์ ๋ค์ฐจ์ ์น๋ฃ ์ ๋ต ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ํตํด p53 ์ข ์์ต์ ์ ์ ์์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ํ์ ๋ฐ๋ฅธ ํน์ด์ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์๋ฒฝํ๊ฒ ๊ท๋ช ํ๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋๊ท๋ชจ ์ ์ฐ ์ฐ์ฐ ๊ณผ์ ์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ ๊ฑฐํ๊ณ ์์์ฑ ์ค์ฐจ๋ฅผ ์ฐจ๋จํจ์ผ๋ก์จ ์์ํ์ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ๋์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๋ณต์ํ๊ณ , CRISPR ์ ์ ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆ์ ์๋ฃํ์ฌ ๋ฐฉ์ฌ์ ๋ฏผ๊ฐ์ฑ ์กฐ์ ์ธ์๋ก์ DNA ์์ ๋ณต๊ตฌ ์ฝ์ด ๋จ๋ฐฑ์ง์ธ 53BP1์ ์กฐ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก ์ค์ฆํด ๋๋ค. DNA ์์ ๋ณต๊ตฌ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์ข ์ ๋ด ์ ์ ์ ๊ฐ๋ณ์ฑ๊ณผ DNA ์์ ๋ฐ์์ ๊ฐ์ญ์ ์กฐ์จ์ ์ํด, ๋ณธ ์ํคํ ์ฒ๋ DNA ๋ณต๊ตฌ ์ ํธ์ ๋ฌ๊ณ์ ํต์ฌ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ์ธ์์ ์ผ๋ก ์ ํด๋จํ ํน์ ๋ค์ดํด๋จํํ์ฌ ์์ธํฌ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ๋ถ๊ดด๋ฅผ ์ ๋ํ๋ ์ ๋ฐ ์ ์ด ๋ชจ๋ธ์ ํ๋ฆฝํ๋ค. ๋ค์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ฐ์ ์ข ์ ํ๋ ์์ํฌ์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ๋ฐฉ์ฌ์ ์น๋ฃ์ ์ต์ ์ ๋ฐ์์ ๋ณด์ผ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ธก๋๋ 19๊ฐ์ ํต์ฌ ์ ์ ์ ์๊ทธ๋์ฒ๋ฅผ ๋์ถํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ข ์ ์ธํฌ์ ์๋ฆฌ์ ์์ ๊ฐ์์ฑ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification)ํ๋ ์ ์ฐ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ๋์ถ๋ ์ ์ ์ ์๋ช ๊ตฐ์ ๋๊ท๋ชจ ํ์ ์ฝํธํธ์ธ TCGA(The Cancer Genome Atlas) ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ๋ ๋ฆฝ์ ์ธ ์ ์ ์ฒด ํ๋กํ์ ํตํด ๊ฒ์ฆ๋์ด ์ธ๊ตฌํต๊ณํ์ ๊ฐ๋ณ์ฑ ๋ฐ ํ์ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ณ ๊ณ ๋๋ก ์๋ฆฝ๋ ์์ ์์ธก ์ผ์น๋๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ ์ ์กฐ์ง์ ๋ ์ฑ์ ์ต์ํํ๋ฉด์ ์์ธํฌ์ ๋ฐฉ์ฌ์ ๋ด์ฑ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ๋ฌด๋ ฅํํ๋ ์น๋ฃํ์ ์๋์ฐ์ ๊ทน๋ํ๋ฅผ ์ด๋์ด๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ๊ธฐ์ ์์ฐ์ ์ข ์ ์ข ์ํ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค์ ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ ์ ์ธ ์ฌํ ๋์ ์ฒด๊ณ์์ ์ค์๊ฐ ์ ์ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ์ค๋ํ ํ์ค์ ์๋ฆฝํ๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋น ํ๋ง(AstraZeneca, Bristol Myers Squibb ๋ฑ)์ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ ์น๋ฃ ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ์ฅ ๊ณผ์ ์์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋์ํด์ผ๋ก์จ, ์ธ๋นํธ๋ก์ ์ธ๋น๋ณด ์คํ ์ฌ์ด์ ์กด์ฌํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ด์ง์ฑ ๋ฐ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ธฐ์ ๊ท๊ฒฉ์ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ถฉ์กฑํ๋ฉฐ ์ ์ฝ ์์ ์ธํ๊ฐ ๋จ๊ณ(IND)์์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด(FDA, EMA)์ด ์๊ตฌํ๋ ๋ถ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ ์๊ฑด์ ํ๋ณดํด ์ค์ผ๋ก์จ ์์ ์ง์ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ๊ณ cGMP ๊ณต์ ์ค๊ณ ๋ฐ ๋๋ฐ ์ง๋จ ์์ฐ ๊ฐ์น๋ฅผ ๊ทน๋ํํ ์ ์๋ ๊ฐ๋ ฅํ ์ฐ์ ์ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๋ฐฑ๋ณธ์ผ๋ก ์๋ํ ์ ๋ง์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์๋ฌผํ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์์ ์์ฝํ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ DNA ์์ ๋ณต๊ตฌ ๋ฐ p53 ๊ฒฐ์ ํ์ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๋์น์ฑ ๋น์์ธํฌํ์ ์ ์์ข ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ๋ณ ํ์์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ๋ณดํธ ํด์๊ฐ ์ฌ์๋ฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค TCGA ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ์น๋ฃ ๋ฐ์ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ๋ฐฉ์ฌ์ ๋ฏผ๊ฐ ์กฐ์ ์ธ์์ธ 53BP1 ํ์ ์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋น์์ธํฌํ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ 19-์ ์ ์ ๋ฐ์ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Scientific reports๐ค AI ์์ฝ๋ณ์ด ๋ฌด๋ ฅํํ๋ ๋ค์ฐจ์ ์ํผํ ํ ํํฐ๋ง ๊ธฐ๋ฐ์ ์๋ก์ด HIV ๋ฐฑ์ ํ๋ณด๋ฌผ์ง ๋ฐ๊ตด
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ์ํผํ ํ ์ค๊ณ ๊ธฐ์ ์ ํ๊ณ์ HIV-1 ๋ฐฑ์ R&D์ Env ๊ฐ๋ณ์ ๋๋ฉ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ์ ํต์ ์ธ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ์คํด์ ๊ณ ๋ณ์ด์ฑ ๋ ํธ๋ก๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ธ HIV-1(Human Immunodeficiency Virus 1)์ ๊ฐ๋ณ์ ์ธ๋ง ๋จ๋ฐฑ์ง(Env) ๊ตฌ์กฐ์ ๋คํ์ฑ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ํํผ ์ ๋ต์ ๊ทน๋ณตํ๋ ๋ฐ ๊ทน์ฌํ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์๋ค. ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ /์ ์ ๋ฉด์ญ์์ฑ ์์ธก ๋ฐ ์ฒด์ธ ์ต์ ์คํ(In vitro) ์์กดํ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ์ธ๊ฐ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋ณต์ก์ฑ์ผ๋ก ์ธํ ํ์ ๊ฒฐํฉ์ ๋ถํ์ค์ฑ์ ํต์ ํ์ง ๋ชปํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์์ ํ์ฅ์์์ ์๋ฐฉ ์์ค ์ ํจ ๋๋ ์ฌ์ ์คํจ๋ก ์ง๊ฒฐ๋์๋ค. ํนํ ๋ํ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ๋ค์ด ์ฃผ๋ํ HIV ๋ฐฑ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์คํํญ์ฒด ์ ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ 3์ฐจ์ ์ ์ฒด ์ ์ฒด ๋ฐฐ์ข ๋ถ์์ ์ฑ๊ณผ ์์ฃผ ๋ด ๋ฉด์ญ ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค ์ ์ด ์คํจ๋ผ๋ ๊ณ ์ง์ ์ธ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ ๋ ธ์ถ์์ผฐ๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์ ํจ ์ํผํ ํ์ ๋ฌผ๋ฆฌํํ์ ํน์ฑ์ ๋ค์ฐจ์์ผ๋ก ํํฐ๋งํ๊ณ ๋ค๊ฐ์ ์ธ ์ธ๊ฐ ๋ฐฑํ๊ตฌ ํญ์(HLA) ๊ฒฐํฉ ์นํ๋๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์์ค์์ ์ฌ์ ์ ์์ธกยท์ ์ ํ ์ ์๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ํ๋ซํผ ์ํคํ ์ฒ์ ํ๋ฆฝ์ด ์ ์คํ ์๊ตฌ๋์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ํํฐ๋ง ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ธฐ๋ฐ Env ํ์ ํ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋ค์ค ์ํผํ ํ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ HIV-1 Env ๊ฐ๋ณ ์์ญ์ ์์ด ๋ค์์ฑ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ๋ค์ค ๋จธ์ ๋ฌ๋ ํํฐ๋ง ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๋์ ํ๊ณ , B์ธํฌ, ํฌํผ T ๋ฆผํ๊ตฌ(HTL), ๋ ์ฑ T ๋ฆผํ๊ตฌ(CTL) ์ํผํ ํ๋ฅผ ์ ๋ฐ ํํฐ๋งํ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๊ตฌ์ถํ์๋ค. ์ต์ข ์ ์ ๋ 17์ข ์ ๋ค์ค ์ํผํ ํ(B์ธํฌ 3์ข , CTL 7์ข , HTL 7์ข )๋ฅผ ๋ง์ปค ์ ์ฐ์ฑ ํ ์์ ๋๊ธฐํํ์ฌ ์ด 364๊ฐ์ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ๊ฐ์ญ์ mRNA ๋ฐฑ์ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ์ค๊ณํ์๋ค. ์ด ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋ชจ๋ธ์ ์ด๋ก ์ ๋ฑ์ ์ (pI) 8.98 ๋ฐ ํ๊ท ์น์์ฑ(GRAVY) ์ค์ฝ์ด -0.865์ ์ต์ ๋ฌผ์ฑ์ ํ๋ณดํ์ผ๋ฉฐ, ๋ผ๋ง์ฐฌ๋๋ ํ๋กฏ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ 87.7%์ ์๊ธฐ๊ฐ ํ์ฉ ์์ญ, 10.8%๊ฐ ์ถ๊ฐ ํ์ฉ ์์ญ์ ์์นํ์ฌ ๊ณ ๋์ ๊ตฌ์กฐ์ ์์ ์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ์๋ค. ๋ํ ํธ์คํธ TLR3(Toll-like Receptor 3) ์์ฉ์ฒด์์ ๋ํน ์นํ๋๋ฅผ ๋ถ์์ญํ(Molecular Dynamics) ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ผ๋ก ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ ์์๋ฅผ ์ฐ์ถํ ๊ฒฐ๊ณผ, -318.19 kJ/mol์ด๋ผ๋ ํ๊ดด์ ์ธ ์์ ์๋์ง ๊ฒฐํฉ ๊ฐ์ ๋์ถํจ์ผ๋ก์จ ๊ณ ํด์๋ ๊ฒฐํฉ ์ญํ์ ์ค์ฆํ์๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋์ฅ๊ท (Escherichia coli) ๋ฐํ ์์คํ ์ ๊ฒจ๋ฅํ ์ ์ฐ ์ฝ๋ ์ต์ ํ ๋ฐ ํด๋ก๋ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐํ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ํ๋ํ๊ณ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐฐ์ ํ ์์ฐ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ์๋ค. Env ๋งค๊ฐ ์ธํฌ์ฑยท์ฒด์ก์ฑ ๋ฉด์ญ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ์ค๊ณ๋ 17์ข ์ ์ํผํ ํ ๋ณตํฉ์ฒด๋ ๋๊ท๋ชจ ์์ฃผ ๋ฉด์ญ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค์ ์ฐ๋๋์ด HLA-A, HLA-B ๋ฐ class II ๋ถ์๊ตฐ๊ณผ์ ๋ค๊ฐ๋ ๊ฒฐํฉ ํ๋กํ์ผ์ ์ ์ํจ์ผ๋ก์จ, ํ์๊ตฐ ๊ฐ๊ณ๋ณ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ฑ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification) ๋ฅ๋ ฅ์ ํ๋ณดํ์๋ค. ๋ค์ค ๊ฒฐํฉ ์นํ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด ์์ฃผ ๋ด ์ฌ์ดํ ์นด์ธ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ถ์ ํ๊ณ , ์ธํฐ๋ฃจํจ-2(IL-2) ๋ฐ ์ธํฐํ๋ก ๊ฐ๋ง(IFN-gamma) ์ ๋ ๋ฐ์์ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํํจ์ผ๋ก์จ ๊ณผ๋ํ ์ ์ ์ผ์ฆ ๋ฐ์์ ์ต์ ํ๋ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ์กฐ์จ ์๋๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์์ฑํ์๋ค. ์ด๋ ๊ณ ์ ์ ๋จ์ผ ํ์ ์ ๊ทผ์ ๋์ด ๋ค์ค ์ํผํ ํ ๋คํธ์ํฌ ์์ํ์ ์๊ณต๊ฐ์ ๋ฉด์ญ ์ ๋ ๊ตฌ๋ฐฐ๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์ฌ, ํ์ ์งํ์ ์ต์ ํ๋ ์ธํฌ์ฑ ๋ฐ ์ฒด์ก์ฑ ๋ฉด์ญ ํตํฉ ๋ฐ์์ฑ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๊ตฌ์ถํ๋ ์ ๊ธฐ๋ฅผ ๋ง๋ จํ์๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ๋ฉด์ญํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ๊ณ์ฐ์๋ฌผํ ์ํคํ ์ฒ๋ ๊ณผ๊ฑฐ ์ฌํ ๋ถ์ ์์ฃผ์ ๋ฐฑ์ R&D ํจ๋ฌ๋ค์์ ์ ์ฐ ํ ์ ์์ธก ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ฐฑ์ ํ๋ซํผ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ก ์ ํํ๋ ํต์ฌ ์ด์ ํ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์คํ ๋ฐ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ์์ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ค์๊ฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ต์ ํ๊ณ ์์ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋ฐํ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ์ฌ ์์ฐ ๊ณต์ ์ cGMP ์ธํ๊ฐ ๊ฒฝ์๋ ฅ์ ์๊ตฌ์ ์ธ ์ ์ฐ ํด์๋ก ๊ตฌ์ถํ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ํจ๋ ๋์์ธ๊ณผ์ ์ ๊ธฐ์ ์ฐ๊ณ๋ฅผ ํตํด ์์ ๋์์ ์ ๋ณ ์ ํ๋๋ฅผ ๊ณ ๋ํํ๋ฉฐ, ๋ฏธ๊ตญ FDA ๋ฐ ์ ๋ฝ EMA์ IND(์์์ํ๊ณํ์) ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์ ์ถ์ ํ์ํ ์์ ์ญํ ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ ์๋ฌผํ์ ์ ์ฆ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ์ค์ผ๋ก ์ ์ถํ ์ ์๋๋ก ์ง์ํ์ฌ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ ํต์ฌ ๋์งํธ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ตฐ๋ฆผํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ค์ค ์ํผํ ํ mRNA ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ ํ๋ซํผ ๊ตฌ์ถ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฉด์ญํ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๊ฐ์ผ๋ณ ๋ฐฑ์ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๊ฐ์ผ ํ์์ ์ธ๊ฐ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ํ์ง ๋ฐ HIV ๋ณ์ด ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ๊ธฐ๋ฐ ์ํผํ ํ ํํฐ๋ง ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์กด ๋ฐฑ์ ์ด ๋ด์ฐฉํ๋ ์ ์ ์ ํ์ถ ๋ณ์ด์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์ด์ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์๋ฐฉ ๋ณดํธ๋ง ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์์ฒ ๋ง ๋ช ์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์ ์ ์ฒด ์์ด๊ณผ ์ธ๊ฐ ๋ฉด์ญ ํฉํ์ด๋ ๋ฆฌ๊ฐ๋๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค IEDB ๋ฑ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฉด์ญ ํํผ์ฑ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ ์์ฉ์ฒด์ธ TLR3์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ์์ด์ฆ ์น๋ฃ์ฉ ๋ฐฑ์ ๋ฐ mRNA ๋ฉด์ญ ์กฐ์ ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ๊ณ์ฐ๋ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง์ pI/GRAVY ์ต์ ํ ๋ฌผ์ฑ์น ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์์ฐ ๊ท ์ง์ฑ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
In silico pharmacology๐ค AI ์์ฝ์ปดํจํฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ธฐ๋ฐ mRNA ์ค๊ณ๋ก ๋ฐฑ์ ์ ์ฒด๋ด ์์ ์ฑ๊ณผ ๋ฒ์ญ ํจ์จ ๊ทน๋ํ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ ๋ฐฑ์ ์ค๊ณ์ ํ๊ณ์ ๋ณ์ด ํญ์ R&D์ ์ํผํ ํ-์ฝ๋ ๋งค์นญ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธ ์ต์ ์คํ ๊ธฐ๋ฐ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋๊ณผ ๊ฒฝํ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ ์์กดํ์ฌ ๊ธ๋ณํ๋ ์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ๋ํญํ๋ ์๋๋ก ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ ธ์ถํด ์๋ค. ํนํ ์ฌํ ๋์ฆ์ ์ค๊ณ ํ๋ก์ธ์ค๋ ํ์ ์ธํฌ ๋ด๋ก ์ ์ ๋ ์ ํ mRNA๊ฐ ์ธํฌ ๋ด ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ฆฌ๋ณด๋ดํด๋ ์์ ๊ณต๊ฒฉ์ผ๋ก ์ธํด ๋ถํด๋๋ ํ๋ญ์ค ๋ณ๋์ ํต์ ํ์ง ๋ชปํ๋ค. ์ด๋ ์์ฃผ ๋ฒ์ญ ์ฅ์น์์ ์ํธ์์ฉ ์์์ ๋ฆฌ๋ณด์ ์ ์ฒด ๋ฐ ๋ฒ์ญ ํจ์จ ๊ธ๋ฝ์ผ๋ก ์ด์ด์ ธ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ๋ ๋ฐ ์คํจํ๋ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ํ์ฑํ์๋ค. ๋ํ ๊ธฐ์กด ์ฝ๋ ์ต์ ํ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๋จ์ ์ ์ธ ์ฝ๋ ์ ์ ์ง์ ๊ทน๋ํ์๋ง ์น์ฐ์ณ mRNA์ ํ์์ 2์ฐจ ๊ตฌ์กฐ ์์ ์ฑ๊ณผ GC ํจ๋ ๊ฐ์ ์์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ํด๊ฒฐํ์ง ๋ชปํ๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ์ด๊ธฐ ๋ฉด์ญ์์ฑ ์ ๋ ํ ๊ธ๊ฒฉํ ๋ฐํ ๊ฐ์ ๊ฐ ์ผ์ด๋๋ ์ ์ด ์คํจ๊ฐ ๋ฐ๋ณต๋์์ผ๋ฉฐ, IND ์น์ธ ๋จ๊ณ์์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ๋ฐ ์ข ๊ฐ ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ํธ์ฐจ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํ๋ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ผ๋ก ์์ฉํ์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ค์ค์์ด์ ๋ ฌ ๊ธฐ๋ฐ ์ํผํ ํ ์์ธก ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ์ฝ๋-GC ํจ๋ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ด๋ฌํ ํ๊ณ๋ฅผ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ด์ํ๊ธฐ ์ํด ๋ณธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ๋ ์์ํฌ๋ ๋ค์ค์์ด์ ๋ ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๊ณผ ๋ฅ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ํญ์ ์ํผํ ํ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ณด์กด์ ํญ์ ๋๋ฉ์ธ์ ์ ๋ฐ ์๋ณํ๋ค. ์ ์ฐ ํ๋ซํผ ์์์ ๋ณ์ด์ฒด ๊ฐ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์๋ก ๋ณํํ๊ณ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์ ๊ฑฐํจ์ผ๋ก์จ ์ต์ ์ ๊ณตํต ์์ด์ ๋์ถํ๋ค. ์ดํ ์ฝ๋ ์ด๋ํ ์ด์ ๊ณผ GC ํจ๋ ๋ฐธ๋ฐ์ฑ์ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ ์์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๊ณผ ๊ฒฐํฉํ์ฌ mRNA 2์ฐจ ๊ตฌ์กฐ์ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ต์ํํ๋ ์ ์ฐ ์ค์บ์ ์ํํ๋ค. ์ต์ ํ๋ ์ค๊ณ ๋ฃจํ๋ ๋ฆฌํผ๋ ๋๋ ธ์ ์ ํฌ๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ณผ์ ์ ์ ๊ธฐ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์์ธกํ์ฌ ์ธํฌ ๋ด ์บก์ํ์จ๊ณผ ์๋์ข ํ์ถ ์๋๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ทน๋ํํ๋ค. ์ด ๊ฐ์ ๊ณ ์ ๋ฐ ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ์ ๊ธฐ์กด ๊ณ ์ ๋ชจ๋ธ ๋๋น ์ฒด์ธ ๋ฐ ์ฒด๋ด ๋ฐํ ๊ถค์ ์ ์ ๋ถ ๋ฉด์ ์ ์ํํ๋ฉฐ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ์ฌ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ ์ฆํ๋ค. ๋ฆฌ๋ณด์ ์ง์ฐ ์ ์ด ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ๋ฉด์ญ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ณธ ์ํคํ ์ฒ์ ํต์ฌ์ ์์ฃผ ๋ฆฌ๋ณด์์ ๋ฒ์ญ ๊ฐ์ ๋ฐ ์ ์ฅ ์๋๋ก ์ ์กฐ์จํ๋ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ์ ์๋ค. ํ์๊ตฐ ๋ฐ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ๋ณ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ ์ํผํ ํ์ ๋ฉด์ญํ์ ํ๋ ์ ํ ์ด์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ณ์ธตํํจ์ผ๋ก์จ ๋ง์ถคํ ๋ฉด์ญ ์ ๋๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ tRNA ๊ฐ์ฉ์ฑ ๋ฐ ์ฝ๋ ๋น๋๋ฅผ ์ธ์์ ์ผ๋ก ์กฐ์ ํ๋ ์ ํด๋จํ๊ณผ ๋ค์ดํด๋จํ ๊ธฐ๋ฒ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ, ์์ฃผ ์ธํฌ์ ์ ์ ์ ๋ฒ์ญ ์์คํ ์ ๋ฌด๋ฆฌ๋ฅผ ์ฃผ์ง ์์ผ๋ฉด์๋ ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด๋ฅผ ์ง์ ์๊ทนํ ์ ์๋ ์ต์ ์ ๋ฐํ ๋์ญํ์ ์ ๋ํ๋ค. ์ด๋ ํญ์ ๋ฐํ์ ์๊ฐ์ ๊ถค์ ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํ์ฌ ๊ณผ๋ํ ์ ์ ์ผ์ฆ ๋ฐ์์ ์ต์ ํ๊ณ ์ ์ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ์ ํ์ฑํ ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์กฐ์ฑํ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์์ฒด ๋ด ์ ํจ ๋ฐ์ ์๊ณ์น๋ฅผ ๋๋ ์ ํจ ๋ฐฑ์ ๋๋๋ฅผ ์ฅ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ํ๋ฉฐ ๋ณ์น์ ์ธ ์๋ฆฌ์ ์คํธ๋ ์ค ์ํ ํ์์๋ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ํญ์์ฑ์ ํ๋ณตํ ์ ์๋ ์ ์ฐ ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ์ด๋ฒ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ค๊ณ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก ์ ํฅํ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ ์ฝ ๋ฐ์ด์ค ์ํ๊ณ์์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์๋ฐฉ ์ํ ํ์ค์ ์๋ฆฝํ๋ ๋ฐ ์ค์ถ์ ์ญํ ์ ์ํํ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด์ ๋ฌด์์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ฐฉ์์ ํํผํ์ฌ ๋์งํธ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๋ฐฑ์ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ๋ฉด์ญ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ ๋ฐ ๋๊ธฐํํจ์ผ๋ก์จ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ๋๊ท๋ชจ ์์ ์งํ ์ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๋์๊ฐ ๋ณธ ์์คํ ์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํ์ฌ ๋ฉด์ญ ์ ๋ ์์ค์ ์์ธก ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฏธ๊ตญ FDA ๋ฑ์ ์์์ํ๊ณํ ์น์ธ ๋ฐ cGMP ๊ณต์ ์ ๊ฒฉ์ฑ ํ๊ฐ ๋ง์คํฐ ํ๋ ์์ํฌ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํจ๋ค. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ์ ์ข ๋ณ์ด ๋ณ์์ฒด ์ถํ ์ ๋จ ์์ผ ๋ด์ ์์ ์ฑ๊ณผ ์ ํจ์ฑ์ด ๋ณด์ฆ๋ ์ต์ ์ mRNA ์์ด๊ณผ LNP ์ ํ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์ญ์ฐํด ๋ด๋ ์ฐจ์ธ๋ ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ๊ตฌํํ์ฌ, ํฌ๋ฐ๋ฏน ๋์์ ์๊ฐ์ ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ ์์ ํ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์ค ๊ณต๊ธ๋ง์ ์์ ์ฑ์ ๋ณด์ฆํ๋ ํต์ฌ ๊ธฐ์ ์์ฐ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ mRNA ๊ตฌ์กฐ ์ต์ ํ ๋ฐ LNP ์ ์ ๊ธฐ์ ๋ํน ์ค๊ณ ์ฑ๊ณผ๋ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋ฐฑ์ ๋ฉด์ญ์์ฑ ์์ธก ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐฑ์ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์น๋ฃ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋ณ์ด ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ํญ์์ ๋ฒ์ญ ์ ์ฅ ๋ฐ ๋ฆฌ๋ณด์ pause ์๋๋ก ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ GC content ๋ฐธ๋ฐ์ฑ AI ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ํญ์ ๋ฐํ ์ง์ฐ ๋ฐ ์ด๊ธฐ ๋ฉด์ญ ํํผ ํ์์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์กฐ๊ธฐ ์๋ฐฉ ๋ฉด์ญ๋ ฅ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์ธ๊ตฌ์ง๋จ๋ณ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค IEDB ๋ฐ UniProt ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๊ต์ฐจ ๋ฐ์์ฑ ๋ฐ ๋นํน์ด์ ์ผ์ฆ ์ ๋ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ LNP-mRNA ์ฝคํ๋ ์ค์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ mRNA ๊ธฐ๋ฐ ์๋ฐฉ ๋ฐฑ์ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ต์ ํ๋ ์ต์ ์์ ์๋์ง MFE ๊ฐ์ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ๋ ๋ฐ ์บก์ํ ํจ์จ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Scientific reports๐ค AI ์์ฝ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ์ญ๋ฐฑ์ ํ ๊ธฐ์ ์ ํ์ฉํ ์ธ๊ฐ ๋ฉํ๋ด๋ชจ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ค์ค ์ํผํ ํ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ๋ฉด์ญ์์ฑ ์์ธก์ ํ๊ณ์ ์ธ๊ฐ ๋ฉํ๋ด๋ชจ๋ฐ์ด๋ฌ์ค R&D์ ์ ์ฐ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๊ฐ์ผ๋ณ ๋ฐฑ์ R&D๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ถ๋ฆฌ, ์ธํฌ ๋ฐฐ์, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ฒฝํ์ ํญ์ ์คํฌ๋ฆฌ๋์ด๋ผ๋ ๋จ์ ์ ์ด๊ณ ์ ์ ์ธ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์์กดํด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ธ๊ฐ ๋ฉํ๋ด๋ชจ๋ฐ์ด๋ฌ์ค(HMPV)์ ๊ฐ์ ์ธํผ ๋ณด์ RNA ๋ฐ์ด๋ฌ์ค๋ ํํฌ ์ํผ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด์์ ๊ณ ๋์ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ถ์์ ์ฑ์ ๋ณด์ด๋ฉฐ, ๊ธฐ์กด์ ํญ์ ํ์ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ์์ฃผ ๋ฉด์ญ ์ฐ์ธ์ฑ ํธํฅ์ ์ํ ์์์ฑ ์ ํธ๋ฅผ ํํฐ๋งํ์ง ๋ชปํ๋ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ๊ฐ์ก๋ค. ํนํ 2025๋ ์ค๊ตญ ๋ด ๋๊ท๋ชจ ์ ํ์ผ๋ก ๋ค์๊ธ ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ์ HMPV๋ ํ์ฌ๊น์ง ์น์ธ๋ ๋ฐฑ์ ์ด๋ ์ ์ฉ ์น๋ฃ์ ๊ฐ ์ ๋ฌดํ ์ค์ ์ด๋ฉฐ, ์ ํต์ ํ๋ซํผ์ ์ข ๊ฐ ๋ฒ์ญ ํจ์จ ํธ์ฐจ ๋ฐ ์ฒด๋ด ๋ด์ฑ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ํต์ ํ์ง ๋ชปํด ์ ํจ ์๋ฐฉ ๋๋ ์ฌ์์ ์ง์์ ์ผ๋ก ์คํจํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ต์ ์คํ ์์ฃผ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ฐฉ์์ ๋ถ์ ๋ฉด์ญ์์ฑ ๋งคํธ๋ฆญ์ค์ ๋ค์ฐจ์์ ์ํธ์์ฉ์ ๊ณ์ฐ์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ์ง ๋ชปํ๋ ์ฌ๊ฐํ ์ ์ฐ ์ค๋ฏน์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ ์ง๋ฉดํด ์์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์ญ๋ฐฑ์ ํ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ NCBI Virus ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ก๋ถํฐ HMPV์ 6๊ฐ ํต์ฌ ๊ตฌ์กฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ฐธ์กฐ ์์ด์ ํ๋ณดํ๊ณ , IEDB ์ ์ฐ ๋๊ตฌ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ์ฌ B์ธํฌ, MHC-I, MHC-II ์ํผํ ํ๋ฅผ ์ ๋ฐ ์ถ์ถํ์๋ค. ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํ๊ฒฝ์์ PADRE์ ๋ฒ ํ-๋ํ์ ๋ณด์กฐ์ธ์๋ฅผ ์ต์ ์ ๋ง์ปค๋ก ๊ฒฐํฉํ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ํค๋ฉ๋ผ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ค๊ณํ๊ณ , ์ด๋ค์ ํญ์์ฑ, ์๋ ๋ฅด๊ธฐ์ฑ, ๋ฌด๋ ์ฑ ๋ฐ ์ด์ญํ์ 3์ฐจ์ ๊ตฌ์กฐ ์์ ์ฑ์ ํตํฉ ๊ฒ์ฆํ๋ค. ํนํ ์ ์ฒ ๋ฉด์ญ๊ณ์ TLR-2 ์์ฉ์ฒด์ ํค๋ฉ๋ผ ํญ์ ๊ฐ์ ๋ถ์ ๋ํน ๋ฐ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๊ณ์ฐ์ ์ํํ์ฌ, ๋๋ ธ๋ชฐ ์์ค์ ๊ฒฐํฉ ์นํ๋๋ฅผ ์ค์ฆํ๋ค. ์์ธ๋ฌ C-ImmSim ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ํตํ ๊ฐ์ ๋ฉด์ญ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ผ๋ก 3ํ ํฌ์ฌ ์ ๊ฐ๋ ฅํ ์ฒด์ก์ฑ ๋ฐ ์ธํฌ์ฑ ๋ฉด์ญ ํ ์ ๋๊ธฐํ๋ฅผ ํ์ธํ์ผ๋ฉฐ, RNAfold ๊ธฐ๋ฐ mRNA 2์ฐจ ๊ตฌ์กฐ ์์ธก๊ณผ Homo sapiens ์ต์ ํ ์ฝ๋ ์ค์ ์ ํตํด pVAX1 ๋ฒกํฐ ๋ด DNA ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ํด๋ก๋ ์ค๊ณ์ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ฆ๋ช ํจ์ผ๋ก์จ ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ค. ํน์ ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ ๋ค์ฐจ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ ๊ฐ๊ณ ๋ฐ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋ถํฌ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝํ๋ค. ์ํผํ ํ-MHC ๋ถ์ ๋ํน ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์์ ๋์ถ๋ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๊ฐ์ ๊ธฐ์ค์ ์ผ๋ก ์ค์ ํ๊ณ , ๋ฉด์ญ ์์ฉ์ฒด ์๊ทน์ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ค์ดํด๋จํํจ์ผ๋ก์จ, ๋ค์ํ ์ ์ ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ ๊ฐ์ง ์ธ๊ตฌ ์ง๋จ๋ณ ๋ฉด์ญ ์ ๋ ํจ์จ์ ์ ๊ตํ๊ฒ ์์ธกํ๋ค. ์ด๋ ๋ณ์์ฒด ๋ณ์ด ์คํธ๋ ์ค ํ์์๋ ๊ณผ๋ํ ์ผ์ฆ์ฑ ์ฌ์ดํ ์นด์ธ ํญํ์ ์ต์ ํ๋ฉด์ ํ์ ์คํํญ์ฒด ํ์ฑ์ ์ ๋ํ๋ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์กฐ์จ ๋ฐฑ๋ณธ ์ญํ ์ ์ํํ๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ฐฑ์ ํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ์ ์ฐ ๋ฉด์ญํ ํ๋ ์์ํฌ๋ ๋ฐฑ์ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ ์ ์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ AI ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ํํ๋ ๋ถ์๋ น์ด๋ค. ๋ชจ๋๋์ mRNA-1653 ๋ฑ ํธํก๊ธฐ ๋ณตํฉ ๋ฐฑ์ ์์ฅ์ด 2030๋ ๊น์ง ์ฝ 350์ต ๋ฌ๋ฌ ๊ท๋ชจ๋ก ํฝ์ฐฝํ๋ ํ๋ฆ ์์์, ๋ณธ ์ํคํ ์ฒ๋ ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํด cGMP ์์ ์์ฐ์ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ๋ ๋ณด์ ์ ์ฐ ํด์๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๋์๊ฐ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๊ธฐ๋ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ ๊ท๊ฒฉ์ ๋ง์กฑํ๊ณ , ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ IND ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋์งํธ ํต์ฌ ์์ฐ์ด ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ค๊ณ ๋ค์ค ์ํผํ ํ ๋ฐฑ์ ์ํคํ ์ฒ๋ ์ด๋ก ์ ์ธ HMPV ๋ฉด์ญํ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ํต์ฐ ๋ฐฑ์ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์คํ ์์ฝํ ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ HMPV ๋น๋จ๋ฐฑ์ง ๊ฒฐํฉ ์๋๋ก ์ IEDB ์ํผํ ํ AI ์ค์บ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฑ์ ๋ฏธ์กด์ฌ๋ก ์ธํ ์์ ๋ฐ ๋ ธ๋ น์ธต ์ค์ฆ ํ๋ ด ์ ํ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ํํฌ ๋ฉด์ญ ์ฅ๋ฒฝ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค NCBI Virus ๋ฐ IEDB ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๊ต์ฐจ ์๋ ๋ฅด๊ธฐ ๋ฐ์ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ TLR-2 ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ ๋ถ์์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ HMPV ์ฐจ์ธ๋ DNA/mRNA ๋ฐฑ์ ๋ฐ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ํผํ ํ ์นํ๋ ๋ถ์ ์๋์ง ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ฐ์ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๋ฉด์ญ์์ฑ ์ ๋์จ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Pharmaceuticals (Basel, Switzerland)๐ค AI ์์ฝcGAS-STING ์ ํธ์ ๋ฌ ์ ์ด๋ก ๋น๋จ๋ณ์ฑ ์ ๋ถ์ ์ ์ฌ๊ตฌ์ฒด ์ฌ์ ํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ฐํ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ ๋ถ์ ํ์ค์ ํ๊ณ์ ๋น๋จ๋ณ์ฑ ์ ๋ถ์ R&D์ ํน์ ๋์ฌ/์ ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๋น๋จ๋ณ์ฑ ์ ๋ถ์ (DN)์ ๋ง๊ธฐ ์ ์งํ(ESRD)์ ์ฃผ์์ธ์ด๋, ๊ธฐ์กด ์์ R&D๋ ๋จ์ ์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๋ฐ ์ ์ ๋ถ์ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์์กดํ์ฌ ๋ณต์กํ ์ธ๋จ๊ด ์ฌ๊ตฌ์ฒด ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ๋ฉด์ญ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํ๋ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค. ๋จ์ผ์ธํฌ ๋ถ๋ฆฌ ์์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ๋ ๊ธฐ์ง ์ธํฌ์ ์ ์ฌ์ฒด ์๊ทธ๋์ฒ๋ฅผ ์๊ณกํ๋ฉฐ, ๋๋ฌผ ๋ชจ๋ธ๊ณผ ์ธ๊ฐ ์ฌ๊ตฌ์ฒด ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๊ฐ์ ๋ถ์ ๋๋ฉ์ธ ์ข ๊ฐ ์ฐจ์ด๋ ์์ ์ ํ ์คํจ์จ์ ๋์ธ๋ค. ํนํ mtDNA ๋์ถ๋ก ์ ๋ฐ๋ ๋ง์ฑ์ cGAS-STING ์ ํธ ๊ฒฝ๋ก ํ์ฑํ์ ์ด๋ก ์ธํ NF-kB ๋ฐ ์ธํฐํ๋ก ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ ์ฝ๋ฌผ์ ์ผ์์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์์ํ๋ ๋ด์ฑ ๋ฃจํ๋ฅผ ํ์ฑํ๋ค. ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ํ๊ฒฝ์์ ์ด๋ฌํ ๋ณต์ก ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์์ธก ๋ฐ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํด ์ฝ๋ฌผ์ ์ ๋ณดํธ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋ฐ ์ฌ์ ํ ์๋ฐฉ ๋๋ ์ฌ์์ ์ง์์ ์ผ๋ก ์คํจํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ฅ๋ฒฝ๊ณผ ์ค๋ฏน์ค ํด์์ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ด ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ญ๋ํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ด๋ฌํ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ํํ๊ธฐ ์ํด ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ง์ cGAS-STING ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ํ์ ํ๋ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋์ญํ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ๋ค. STING ๋จ๋ฐฑ์ง์ 3์ฐจ์ ํํ ์ ์ด ๋ฐ ๋ฆฌ๊ฐ๋ ๊ฒฐํฉ ํฌ์ผ์์์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ญ๋ ๊ณ์ฐ๋ฒ(FEP)์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ๊ณ , ๋ค์ค ๋ฌผ๋ฆฌ ํํ ๋ฐ์ ์๋ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์๋ฅ ์ ํธ ์ฆํญ ๋ฐ ํ๋ฅ TBK1 ์ธ์ฐํ ์๋ ์์๋ฅผ ์ ์ฐ์ผ๋ก ์ ์ ๊ณ์ฐํ๋ค. ๋ํ, ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด(scRNA-seq) ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๋์ ํ์ฌ ์์ดํ ์คํ ํ๊ฒฝ ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ณ ํด์๋ ์ง๋๋ฅผ ์์ฑํ๋ค. ์ด๋ ๊ธฐ์ฑ์ ๋จ์ ๊ธฐ๊ณ ํ์ต ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ๋ณด์ด๋ฉฐ, STING ํ์ฑํ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ๋ฐ ์ผ์ฆ์ฑ ์ฌ์ดํ ์นด์ธ, ์ฌ์ ํ ์ธ์(TGF-beta ๋ฑ) ๋ถ์ ๋คํธ์ํฌ ๋์ญํ์ ๊ท๋ช ํ์ฌ ํ์ ๊ธฐ์ ์ ์๋ฌผํ์ ์ ํฉ์ฑ์ ์๋ฒฝํ ์ค์ฆํ๋ค. ํน์ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ํตํฉ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๋น๋จ๋ณ์ฑ ์ ๋ถ์ ํ์์ ๋ค์ฐจ์ ์ ์ ๋ถ์ ์งํ๋ฅผ ์ฐ๋ํ ํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝํ๋ค. ํ์ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ด์ ์ฌ๊ตฌ์ฒด ๊ธฐ์ ๋ง ๋ณ์ฑ, eGFR ์ ํ ๊ฑฐ๋์ ๊ณ์ฐ ์์คํ ์ ์ ๋ ฅํ์ฌ ์ผ์ฆ ๊ฐ์์ฑ ๊ณ ์ํ๊ตฐ ํ์๋ฅผ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํํ๋ ๊ณ์ฐ์ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ์ด๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ ์ฅ ์ํผ์ธํฌ์ ์ํผ-๊ฐ์ฝ ์ดํ(EMT) ๋ฐ ์ผ์ฆ ๋ฐ์ ์ ๋ ์๋๋ฅผ ์์จ ์ ์ดํ๋ ์์น ๋ชจ๋ธ๋ง์ ๊ตฌํํ๋ค. STING ๋ถํด ๊ฒฝ๋ก ํ์ฑ ์์์ ์ธ์์ ์ ํด๋จํ๊ณผ ํ๋ฅ ์ ์ฌ ์ธ์ IRF3/NF-kB ํ์ฑํ ๋ฐ์ ์์์ ๋ค์ดํด๋จํ ๋ชจ์ฌ๋ฅผ ๋ณํํ์ฌ, ์ธํฌ ๋ด ๋์ฌ ์คํธ๋ ์ค ํ๊ฒฝ์์๋ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ํ๋ณตํ๋ ์กฐ์จ์ ์ ์๋ฆฝํ๋ค. ์ด๋ ํ์์ ์ ์ ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ์ ๋ฐ๋ผ ๋์ญํ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์์ ์กฐ์จํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ฅ์ ์ฌ์ ํ ์งํ ์๋๋ฅผ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํ ์ ์๋ ๊ณ์ธก ๋ชจ๋ธ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์์คํ ์๋ฌผํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ ๋น๋จ๋ณ์ฑ ์ ๋ถ์ ์น๋ฃ R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ์์ AI ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ค. ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ์ STING ๊ธธํญ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ฐ๋ฐ ์, ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋ํด ํ๋ณด ๋ฌผ์ง ๋์ถ ์๋๋ฅผ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ ์ ์๋ค. ๋์๊ฐ ๋ณธ ์์ธก ํ๋ซํผ์ cGMP ์ ์กฐ ์ธํ๋ผ์์ ๋ฐํ๋๋ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ๊ธฐ๋ฅ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ ํด์๋ก ๊ฐ๋๋๋ฉฐ, ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๊ท๊ฒฉ์ ์์ ์ถฉ์กฑํ๋ค. ์ด๋ CRISPR ์ ์ ์ ํธ์ง ๋ฐ RNAi ๋๋ ธ ์ ํ์ ๋น์์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ์ธํ๊ฐ ๋ฌธ์ ๊ท๊ฒฉ์ ๋ง์ถฐ ์๋ ๋ณด์ ํจ์ผ๋ก์จ ์์์ํ๊ณํ(IND) ์น์ธ ํ๋ ๋ฐ ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ์ฐจ์ธ๋ ์์ ์ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ cGAS-STING ์ ํธ์ ๋ฌ ๋๋์ค์ผ์ดํ ๊ท๋ช ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋น๋จ๋ณ์ฑ ์ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฉด์ญ ๋์ฌ ์์ ์์ฝํ ์์ฅ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋๋ฐ์ง๋จ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋ฏธํ ์ฝ๋๋ฆฌ์ DNA ๋์ถ์ ๋ฐ๋ฅธ STING ํ์ฑํ ์๋๋ก ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ฌ๊ตฌ์ฒด ์ฌ๊ณผ ์ฅ๋ฒฝ ๋ถ๊ดด ๋ฐ ๋ง์ฑ ์ ๋ถ์ ์ดํ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ฐ์ญ์ ์ฌ๊ตฌ์ฒด ๊ตฌ์กฐ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ํ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ ๋ณด๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค NCBI GEO ๋ฐ ClinVar ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค์ ํ์ ๊ฐ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ cGAS-STING ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋น๋จ๋ณ์ฑ ์ ๋ถ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ธํฌ ๋ด ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง์ ์ ์ฌ ์จ์ ์์๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ฝํจ ๋ฐ ์์ฐฉ๋ฅ ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Cureus๐ค AI ์์ฝ๋ถ์์ง๋จ๊ณผ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๋์งํธ ๋ณ๋ฆฌ์ ๊ฒฐํฉ, ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์๋๋ฅผ ์ฌ๋ ๋ฐ์ด์ค ๊ธฐ์
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ ๋ฐ ์๋ฃ์ ํ๊ณ์ ์๋ก์ด ์๊ตฌ ์ ํต์ ์ง๋จ์ ํ๋ฏธ๊ฒฝ์ผ๋ก ์ธํฌ๋ ์กฐ์ง ํํ๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ๋ ๋ฐฉ์์ ์ฃผ๋ก ์์กดํ๋ค. ์์ฌ์ ์ฃผ๊ด์ ๋ฐ๋ผ ํ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง ์ฐ๋ ค๊ฐ ํฌ๊ณ , ์ข ์ ๋ด๋ถ์ ์ด์ง์ฑ์ ํ์ ํ๊ธฐ๋ ๊น๋ค๋กญ๋ค. ํนํ ์์ด๋ ์๊ฐ๋ฉด์ญ์งํ์ฒ๋ผ ํ์๋ง๋ค ๋ฐ๋ณ ๊ธฐ์ ์ด ์์ดํ ์ง๋ณ์ ํํ ๋ถ์๋ง์ผ๋ก ์ ํฉํ ์น๋ฃ๋ฒ์ ์ ์ํ๊ธฐ ๊ณค๋ํ ํธ์ด๋ค. ๋ถ์์๋ฌผํ๊ณผ ๋๋ ธ๊ธฐ์ , ์ปดํจํฐ ๊ณผํ์ ๊ฒฐํฉํ ๋ฐ์ด์ค๊ธฐ์ ์ ์ด๋ฐ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ ๋จ์ด๋ฅผ ๋ง๋ จํ๋ค. ์ ์ ์ ๋ณ์ด์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๋ฐํ ํจํด์ ๋ถ์ํ๋ ๋ถ์์ง๋จ์ด๋ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค(Multi-omics) ๊ธฐ์ ์ด ๋ํ์ ์ด๋ค. ์ด๋ค์ ์ง๋ณ ๋ฐ์ ๊ธฐ์ ์ ์ ์ ์ ์์ค์์ ๊ท๋ช ํด ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ ์ค๊ณ๋ฅผ ์ง์ํ๊ณ ์๋ค. ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๋์ด๊ณ ๋ถ์์ฉ์ ๋ฎ์ถ๋ ํ์ ์น๋ฃ๋ฅผ ์คํํ๋ ค๋ฉด ์ด์ ๊ฐ์ ๊ธฐ์ ์ค์ฌ ์ง๋จ ์ฒด๊ณ๊ฐ ๋ฐํ์ ์ด๋ฃจ์ด์ผ ํ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ๊ณ ์ฐจ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ ์ง๋จ๊ณผ ํ์ ์น๋ฃ๋ฒ ๋ฐ์ด์ค๊ธฐ์ ๊ณ ๋ํ๋ ์ง๋จ๊ณผ ์น๋ฃ ์ ๋ต ์ ๋ฐ์ ๋ฐ๊พธ์ด ๋๋ ์ถ์ธ๋ค. ๋ถ์์ง๋จ๊ณผ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค๋ ์, ์ ์ ์งํ, ๊ฐ์ผ๋ณ, ์ฌํ๊ด ๋ฐ ์๊ฐ๋ฉด์ญ์งํ ๋ฑ ์ฌ๋ฌ ์ง๋ณ์ ๊ฒฝ๋ก ๋ณํ๋ฅผ ๊ท๋ช ํ๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ฌํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด ์ ๋ณด์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๋ฐํ ํจํด์ ์ตํฉํด ์ธํฌ ์ด์ง์ฑ๊ณผ ๋ฉด์ญ ์กฐ์ ๊ธฐ์ ์ ํ๊ฐํ๋ ์ง๋จ ํ๋กํ ์ฝ์ ์๋ฆฝํ ์ํ๋ค. ์น๋ฃ ์์ญ์์๋ ์ ์ ์ ํธ์ง๊ณผ ๋๋ ธ ์ํ, ๋ฉด์ญ ์๋ฒ, ํ์ ์ฝ๋ฌผ ์ ๋ฌ์ด ๋ฐ์ ์ ์ฃผ๋ํ๊ณ ์๋ค. ๋๋ ธ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ์ ์ ๋ฌ ๋ฐฉ์์ ์ฝ๋ฌผ์ด ์ ์ ์กฐ์ง์ ๋ฏธ์น๋ ๋ ์ฑ์ ํฌ๊ฒ ๋ฎ์ท๋ค. ์ ์ ์ ํธ์ง์ ์ง๋ณ ์์ธ์ธ ์ผ๊ธฐ์์ด์ ์ง์ ๊ต์ ํด ๊ธฐ์ ์ค์ฌ ์ ๋ฐ ์น๋ฃ์ ๊ธฐํ์ ๋ค์ง๋ ์ญํ ์ ๋งก๊ฒ ๋๋ค. ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๋์งํธ ๋ณ๋ฆฌ์ ๋์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI)๊ณผ ์๋ฌผ์ ๋ณดํ(Bioinformatics)์ ์ ๋ชฉํ ๋์งํธ ๋ณ๋ฆฌ ๋ถ์์ ๋ฐ์ ๋ ๋๊ธธ์ ๋๋ค. ๊ธฐ๊ณํ์ต(Machine learning)๊ณผ ์ฌ์ธตํ์ต(Deep learning)์ ์ ์ฒด ์ฌ๋ผ์ด๋ ์ด๋ฏธ์ง(Whole Slide Image, WSI) ๋ถ์์ผ๋ก ๋ฏธ์ธ ๋ณ๋ฆฌ ์ ๋ณด๋ฅผ ํฌ์ฐฉํ๋ ํต์ฌ ๊ธฐ์ ์ด๋ค. ๋์งํธ ๋ณ๋ฆฌ ์์คํ ์ ๋ค์ฐจ์ ๋ฐ์ดํฐ์ ์์ ์ ๋ณด๋ฅผ ํตํฉํด ์๋ก์ด ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ๊ณ ํ์ ์ํ๋๋ฅผ ๋ถ๋ฅํด๋ธ๋ค. ํํ ์ ๋ณด์ ๋ถ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ฒฐํฉํ ๋ณ๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ง๋ณ ์ํ์ ๊ตฌ๋ถํ๋ ์๋ก์ด ํ์ค์ด ๋ ์ ๋ง. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์์ฉํ๋ฅผ ์ํ ๊ทน๋ณต ๊ณผ์ ์ตํฉ ๋ฐ์ด์ค๊ธฐ์ ์ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ๊ตฌํ์ ์๋น๊ธฐ๋ ํต์ฌ ๋๋ ฅ์ด๋ค. ์ ์ ์ ๋ถ์๊ณผ ํ์ ์น๋ฃ์ ๊ฒฐํฉ์ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ์ํ์ ํ์คํํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋ฅผ ๋ชจ์๋ค. ํ๊ณ์ ์ฐ์ ๊ณ๋ ๊ณ ๊ฐ์ ์ ์น๋ฃ๋ ํฌ๊ท ์งํ ๋ถ์ผ์์ ์ง๋จ ์ค์ฐจ๋ฅผ ์ค์ด๊ณ ์น๋ฃ ํจ์จ์ ๋์ด์ฌ๋ฆด ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ํ๋ ๋ถ์๊ธฐ๋ค. ๋ค๋ง ์๋ฃ ํ์ฅ ๋์ ์ ์ํด ํ์ด์ผ ํ ๊ณผ์ ๋ ์ ์ง ์๋ค. ๊ณ ๊ฐ์ ๋ถ์ ์ฅ๋น์ ๋์ ๊ธฐ์ ๋ณต์ก์ฑ์ ์๋ฃ๊ธฐ๊ด์ ์ฌ์ ๋ถ๋ด์ ๊ฐ์คํ๋ ์์๋ค. ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค์ AI ํ์ต ๋ฐ์ดํฐ ํ์คํ ๋ฏธํก์ผ๋ก ๊ธฐ๊ด ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ๊ณต์ ๊ฐ ์ด๋ ต๋ค๋ ์ ๋ ๊ฑธ๋ฆผ๋์ด๋ค. ๋๋ถ์ด ๊ฐ์ธ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด ๋ ธ์ถ๊ณผ ์๋ช ์ค๋ฆฌ ๋ฒ์ ์์ ์ ๊ดํ ํฉ์๋ ํ์ํ ๋๋ชฉ. ์๋ฃ ๊ฒฉ์ฐจ ํด์๋ฅผ ์ํ ๊ธฐ์ ๋์คํ ๋ฐ๋ผ์ ํฅํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ธฐ์ ๋์คํ์ ์ด์ ์ ๋ง์ถ์ด์ผ ํ ๊ฒ. ์์์ด ์ ํ๋ ์๋ฃ ํ๊ฒฝ์์๋ ์ธ ์ ์๋ ํ์ฅ์ง๋จ(Point-of-Care, POC) ๋ถ์์ง๋จ ๊ธฐ๊ธฐ์ ๋ฐ์ด์ค์ผ์ ํ๋ซํผ ๊ฐ๋ฐ์ด ์ฃผ์ ๊ณผ์ ๋ค. ์ ๋น์ฉ ํ๋ซํผ์ด ์์ฉํ๋๋ค๋ฉด ์ทจ์ฝ ์ง์ญ ํ์๋ค๋ ์ ๋ฐ ์ง๋จ์ ํํ์ ๋๋ ค ์๋ฃ ๋ถ๊ท ํ์ ์ํํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋ฅผ ๋ชจ์ผ๊ณ ์๋ค.
๐ก ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ณ ๊ฐ์ ์ฅ๋น์ ๋ณต์กํ ์คํ์ค ๊ฒ์ฌ์ ์์กดํ๋ ์ ๋ฐ ์ง๋จ์ ์๋ฃ ํ์ฅ ๋ฐ์ฐฉํ์ผ๋ก ์ ํํ๋ ๋ก๋๋งต์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์ ์ฉ ์๋๋ฆฌ์ค๋ก ๋ํ ๋ณ์๋ฟ ์๋๋ผ ๋ณด๊ฑด์๋ ์ง์ญ ์์์์๋ ๋ฏธ์ธ์ ์ฒด(Microfluidics) ๊ธฐ๋ฐ ๋ฐ์ด์ค์ผ์ ์นฉ์ ์ฌ์ฉํด ํ์์ ํ์ก ํ ๋ฐฉ์ธ๋ก ์ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ 30๋ถ ๋ง์ ํ์ธํ๋ ํ์ฅ์ ๋ค ์ ์๋ค. ๋ํ, AI ๋ชจ๋ธ์ด ํ์ฌ๋ ํด๋์ฉ ๋์งํธ ์ค์บ๋๋ ๋ณ๋ฆฌ ์ ๋ฌธ์๊ฐ ๋ถ์กฑํ ๊ฒฉ์ค์ง๋ ๊ฐ๋ฐ๋์๊ตญ ๋ณ์์์ 1์ฐจ ์ฌ๋ผ์ด๋ ํ๋ ์ ์ํํ์ฌ ์ค์ง์จ์ ์ค์ธ๋ค. ์ ์ฝ ์ฐ์ ์ธก๋ฉด์์๋ ์์์ํ ๋์์๋ฅผ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๋ถ์์ผ๋ก ์ฌ์ ์ ๋ณํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ํจ๋ฅ์ ๊ทน๋ํํ๊ณ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๋์ด๋ ์์ฉํ ์ ๋ต์ ์ฆ๊ฐ ๋์ ํ ์ ์๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๊ณต๊ฐ์ ์ฌ์ฒด๋ก ๋ฐํ ํ์ ์ ์ฅ ํ์ฑ ๊ธฐ์ , 70๋ง ์ธํฌ์ ์ ํธ๋ง์ผ๋ก 100๋ง ๋คํ๋ก ์ ๋น๋ฐ์ ํ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ธ๊ฐ์ ํ์ ์ฌ์ฉํ ์ฝ 100๋ง ๊ฐ์ ์ ์ฅ ์ฌ๊ณผ ๋จ์์ธ ๋คํ๋ก (Nephron)์ ํ๊ณ ํ์ด๋๋ค. ์ด ์ฌ๊ณผ ๋จ์๋ ์ค์ง ํ์๊ธฐ ๋ฐ๋ฌ ๋จ๊ณ์์๋ง ๋ง๋ค์ด์ง๋ฉฐ, ์ถ์ ํ์๋ ์์ฑ์ด ์ ๋ฉด ์ค๋จ๋๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ์ฑ์ธ์ด ์ง๋ ๋ ์ ์ฅ์ ์ด ๋คํ๋ก ๊ฐ์๋ ๊ฐ์ธ๋ง๋ค 20๋ง ๊ฐ์์ 200๋ง ๊ฐ๊น์ง ์ต๋ 10๋ฐฐ๊ฐ๋ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๋ณด์ธ๋ค. ํ์๊ธฐ ํ๊ฒฝ์ด๋ ์ ์ ์ ์์ธ์ผ๋ก ๋คํ๋ก ๊ฐ์๊ฐ ๊ธฐ์ค์น ์ดํ๋ก ๋จ์ด์ ธ ์ ๋คํ๋ก ํ(Oligonephronia)๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉด, ์ฑ์ธ์ด ๋ ํ ๋ง์ฑ ์ ์ฅ ์งํ์ด๋ ๊ณ ํ์์ ๊ฒช์ ์ํ์ด ์ปค์ง๋ค๋ ๊ฒ์ด ์๋ฃ๊ณ์ ์ง๋ฐฐ์ ์๊ฒฌ์ด๋ค. ํ์๊ธฐ ์ ์ฅ ๋ฐ๋ฌ์ ์ธ๋ถ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ฐํ๋ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ทธ๋์ ์์ฅ ๋ฑ ๋๋ฌผ ๋ชจ๋ธ์ ์ฃผ๋ก ์์กดํด ์งํ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ธ๊ฐ๊ณผ ๋๋ฌผ์ ์ ์ฅ ๊ตฌ์กฐ ์ฐจ์ด๋ก ๋๋ฌผ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ์์๊ฒ ๊ทธ๋๋ก ๋์ ํ๊ธฐ์๋ ํ๊ณ๊ฐ ์กด์ฌํ๋ค. ๊ธฐ์กด ๋จ์ผ์ธํฌ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ๋ํ ์ธํฌ ์ข ๋ฅ๋ ๊ตฌ๋ถํ์ง๋ง, ๊ฐ๋ณ ์ธํฌ๋ค์ด ์์นํ ๊ณต๊ฐ์ ์ ๋ณด์ ์ฃผ๋ณ ์ธํฌ์์ ์ํธ์์ฉ๊น์ง ๋ณด์ฌ์ฃผ์ง๋ ๋ชปํ๋ค. ์ ์ฅ์ฒ๋ผ ๊ณ ๋๋ก ์กฐ์งํํ ์ฅ๊ธฐ์ ๋ฐ๋ฌ ๊ณผ์ ์ ๋ช ํํ ์ดํดํ๋ ค๋ฉด ์ธํฌ๊ฐ ๋์ธ ๊ณต๊ฐ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธํฌ ๊ฐ ์ ํธ ์ ๋ฌ๋ง์ ๋์์ ๋ถ์ํ ์ ๋ฐ ์ง๋๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ ์ํฉ์ด์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ๋ฏธ๊ตญ ํ์ค๋ฒ ์ด๋์๋ ์๋์ ํ๋ผ๋ธํผ์ ์๋๋ณ์(Children's Hospital of Philadelphia, CHOP) ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌํ์ ์์ 12.5~20.5์ฃผ ํ์ ์ ์ฅ ์กฐ์ง์์ 70๋ง ๊ฐ ์ด์์ ์ธํฌ๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ค. ๋จ์ผ์ธํฌ RNA ์ํ์ฑ(Single-cell RNA Sequencing, scRNA-seq)๊ณผ ๊ณต๊ฐ์ ์ฌ์ฒด(Spatial Transcriptomics, ST) ๊ธฐ์ ์ ๊ฒฐํฉํด ์ธํฌ ์ ์ ์ ํ์ฑ๊ณผ ๊ณต๊ฐ ์์น๋ฅผ ๋งคํํ ์ต์ด์ ์ง๋๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๊ธฐ์ ์ด๋ฅธ๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ ์ฅ ๋ฐ๋ฌ์ด ์ธํฌ ๊ณ ์ ์ ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ฟ ์๋๋ผ ์ด์ ์ธํฌ๊ฐ ๋ณด๋ด๋ ๊ฐ์ฉ์ฑ ์ ํธ(Soluble Signal)์ ์ ๋๋๋ค๋ ์ฌ์ค์ด ๋๋ฌ๋ฌ๋ค. ํนํ ๋ฏธ์ฑ์ํ ์ ์ฅ ์กฐ์์ธํฌ(Nephron Progenitor Cells, NPC)๋ฅผ ์ ์งํ๊ณ ์ฆ์์ํค๋ ๋ฐ ์ธ์๋ฆฐ ์ ์ฌ ์ฑ์ฅ์ธ์ 2(Insulin-like Growth Factor 2, IGF2)๊ฐ ํต์ฌ ์ ํธ๋ก ์์ฉํจ์ ๋ฐํ๋๋ค. ์ฃผ๋ณ ์ธํฌ๊ฐ ๋ถ๋นํ IGF2๊ฐ NPC ์์ฉ์ฒด์ ๊ฒฐํฉํด ์ค๊ธฐ์ธํฌ ์ฑ์ง์ ๋ณด์กดํ๋ ๊ธฐ์ ์ด๋ค. ์ด ์ฌ์ค์ ๋ฐฐ์์ก์์ IGF2 ๊ณต๊ธ์ ์ฐจ๋จํ์ NPC๊ฐ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ๋ฅ๋ ฅ์ ์๊ณ ๊ธ๊ฒฉํ ๋ถํํ๋ ์คํ์ผ๋ก ์ ์ฆ๋๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋๊ท๋ชจ ์ธ๊ตฌ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๋ถ์์ผ๋ก IGF2 ์ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ์ฑ์ธ์ ์ ์ฅ ํฌ๊ธฐ ๋ฐ ๋คํ๋ก ์์ ์ฐ๊ด๋๋ค๋ ์ฌ์ค์ ๊ฒ์ฆํ๋ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ๊ฑฐ๋๋ค. ์ด๋ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ์ฆ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ท์ ํ๋ ์ ์ ์ ์์ธ์ ๊ท๋ช ํ๋ค๋ ์ ์์ ์ฃผ๋ชฉํ ๋งํ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋๋ฌผ ๋ชจ๋ธ์ ์์กดํ๋ ๊ธฐ์กด ๋ฐ๋ฌ ์ฐ๊ตฌ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ ์ด์์ ๋ง๋ จํ๋ค. ํนํ ํ์๊ธฐ ์ธํฌ ๊ฐ ์ ํธ๋ง์ ๋ฐํ ์คํ์ค์์ ๋ฏธ๋ ์ ์ฅ์ ์ ์ํ๋ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋(Organoid) ๊ธฐ์ ์ ๋ํ๊ตฌ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ธฐ์กด ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋๋ ์ฌ๊ณผ ๋จ์ ๊ฐ์๊ฐ ๋ถ์กฑํ๊ณ ๋ด๋ถ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋จ์ํ๋ค๋ ๋จ์ ์ด ์์๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ด ST๋ก ๋ฐํ๋ธ ์ธํฌ ๋ฐฐ์น์ IGF2์ ๋๋ ๋ณํ๋ฅผ ์ฌํํ๋ค๋ฉด ํ์ธต ์ ๊ตํ ์ธ๊ณต ์ ์ฅ์ ๊ตฌ์ถํ๋ ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ํ๋ณด๋๋ค. ๋ค๋ง ์ด๋ฅผ ์ด์์ฉ ์ฅ๊ธฐ ๊ฐ๋ฐ์ด๋ ์ค์ ์น๋ฃ๋ก ์ฐ๊ณํ๊ธฐ์๋ ๋ณด์ํ ์ ์ด ๋ง๋ค. ํ์์ ์ ์ฅ ํ์ฑ์ ๋ชจ์ฒด์์ ๋ฉด์ญ ๊ด๊ณ, ํ๊ด ํ์ฑ, ํ๋ฅ ๊ณต๊ธ ๋ฑ์ ๋ค๊ฐ์ ์ธ ์์ธ์ด ๊ฐ์ ํด ์งํ๋๋ ํ์ด๋ค. ํ๋ฉด์ ์ธ ๋ฐฐ์ ํ๊ฒฝ์์ ๊ฐ๋ณ ์ธ์๋ฅผ ์ฃผ์ ํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก๋ ์ ์ฒด์ ์ธ ์์ฒด ๋ฐ์์ ๋ชจ๋ ์ฌํํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ํฅํ ๋ฏธ์ธ์ ์ฒด ์นฉ์ฒ๋ผ ๋ชจ์ฌ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๋์ฌ์ค ๊ณตํ์ ํ๋ซํผ๊ณผ์ ๊ฒฐํฉ์ด ํต์ฌ ๊ณผ์ ๋ก ๊ผฝํ๋ค. ์ด ์ฅ๋ฒฝ์ ๋ฐ์ด๋๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ด์ด์ง๋ค๋ฉด ๋์น์ฑ ์ ์ฅ ์งํ ํ์๋ฅผ ์ํ ๋ง์ถคํ ์ธํฌ ์น๋ฃ์ ๊ณต๊ธ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ง ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
๐ก ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ก ๋์ถ๋ ํ์ ์ ์ฅ ๋ฐ๋ฌ ์ ๋ณด๋ ์ ์ฝ ์ฐ์ ๊ณผ ์์ ํ์ฅ์์ ์ฌ๋ฌ ์๋๋ฆฌ์ค๋ก ํ์ฉ์ด ์์๋๋ค. ์ฒซ์งธ, ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๊ณผ์ ์ ์ ๋ ์ฑ ํ๊ฐ ํจ์จ์ ๋ํญ ๋์ด์ฌ๋ฆด ์ ์๋ค. ST ์ง๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ฐ์ํด ์ค์ ์ธ๊ฐ ์ ์ฅ๊ณผ ๋น์ทํ๊ฒ ํจํดํํ ์ค๊ฐ๋ ธ์ด๋๋ฅผ ์ ์ํ๋ฉด, ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ์ ์ฅ ๋ ์ฑ์ ์์์ํ ์ ์ ๋์ฑ ์ ํํ ์คํฌ๋ฆฌ๋ํด ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์คํจ์จ์ ๋ฎ์ถ๋ค. ๋์งธ, ์์ ๋ฐ ์ฑ์ธ ์ ์ฅ ์งํ์ ์กฐ๊ธฐ ์์ธก๊ณผ ๋ง์ถคํ ๊ด๋ฆฌ๊ฐ ์คํ๋๋ค. ์ถ์ ์ ๋จ๊ณ์์ IGF2 ๊ด๋ จ ์ ์ ๋ณ์ด๋ฅผ ๊ฒ์ฌํด ์ ๋คํ๋ก ํ ๊ณ ์ํ๊ตฐ์ ์กฐ๊ธฐ์ ์ ๋ณํ๊ณ , ์ ์๊ธฐ๋ถํฐ ์์ต๊ด ๊ฐ์ ๊ณผ ์ฝ๋ฌผ ๋ณต์ฉ ์ ํ ๋ฑ ์ ์ ์ ์ ์ฅ ๋ณดํธ ์ ๋ต์ ์๋ฆฝํ๋ ์๋ฐฉ ์ํ์ ๊ด๋ฆฌ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ค. ์ฅ๊ธฐ์ ์ผ๋ก๋ ์ด์์ฉ ์ฅ๊ธฐ ๋ถ์กฑ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ธ๊ณต ์ ์ฅ ์ ์์ ์ํ ์ค๊ณ๋๋ก์ ์ค์ถ์ ์ธ ์ญํ ์ ์ํํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
Nature Biotechnology๐ค AI ์์ฝํฌ๋ฆฌ์คํผ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ๋ค๋ฅ์ฑ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ์ ์ฌ ์กฐ์ ๋คํธ์ํฌ์ ์ ๋ฐ ์ง๋ ๊ตฌ์ถ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๋จ์ ์ ์ด์ข ์ง๋จ ๋ถ์ ํ์ค์ ์น๋ช ์ ์ฌ๊ฐ์ง๋์ ๋ค๋ฅ์ฑ ์ค๊ธฐ์ธํฌ R&D์ ๋์ ์ ์ ์ฒด ์ ์ด ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ๊ธฐ์กด์ ๋ฒํฌ ์ค๋ฏน์ค ๋ถ์ ๋ฐ ๋จ์ ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ์ํ์ฑ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ๋ถํ ๊ณผ์ ์์์ ์ผ์์ ์ด๋ช ๊ฒฐ์ ๋ถ๊ธฐ์ ๊ณผ ์๋ธํด๋ก ๊ฐ์ ์ด์ง์ฑ, ์ฆ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ์์น ์ ๋ณด ์์ค์ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ๊ทน๋ณตํ์ง ๋ชปํ์ต๋๋ค. ํนํ ์ ๋๋ง๋ฅ์ค๊ธฐ์ธํฌ ๋ฐ ์ธ๊ฐ ๋ฐฐ์์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ๋ถํ ์ ๋ ์, ํ๋ฅ ํผ๋๋ฐฑ ๋ฃจํ์ ๋ณด์์ ์ ์ ์ ๋ฐํ ๋คํธ์ํฌ์ ๋ค์ฐจ์ ์ํธ์์ฉ์ผ๋ก ์ธํด ํ์ ๋ถํ ๋ฅ๋ฅ ์ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๊ฐ ๋ฐ์ํ์๊ณ , ์ธํฌ ์น๋ฃ์ ์ ์์ฐฉ ์์ ์ฑ ๋ฐ ์์ฒด ๋ด ์์กด์จ์ ์์ธกํ๊ธฐ ์ํ ์ ๋ฐ ์ ์ด ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ์๋ฆฝ์ ์ง์์ ์ผ๋ก ์คํจํด ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋ณต์กํ๊ฒ ์ฝํ ์ ์ ์ฒด ์กฐ์ ๋๋์ค์ผ์ดํ๋ฅผ ๋์ ์ผ๋ก ์ถ์ ํ์ง ๋ชปํ๊ณ ๋จ์ผ ๊ถค์ ๋ง์ ์ฌํ ๋ถ์ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐ์ํ ๋ฐ์ดํฐ ์ฅ๋ฒฝ์ผ๋ก, ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ค์ ์ธํฌ ์ด๋ช ์ ํ์ ์๋๋ก ์ ์ธ๊ณผ ๊ด๊ณ ์ฌ์ด์ ๊ฐ๊ทน์ ์ขํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ณ ์ง์ ์ธ R&D ๋ณ๋ชฉ ํ์์ ์ ๋ฐํ์์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: CRISPR ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ฐ ์ญ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์ ์ ์ ์ธ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ(Nature Biotechnology, 2026, doi:10.1038/s41587-026-03199-w)๋ ๋ค๋ฅ์ฑ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ๋ด์ ์๋ง ๊ฐ ์ ์ ์ ์กฐ์ ์ข์๋ฅผ ํ์ ์ผ๋ก ์ผ๋ ๋ณตํฉ CRISPR ์คํฌ๋ฆฌ๋ ํ๋ซํผ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ์ ์ฌ ์กฐ์ ๋งต์ ์ด๊ณ ํด์๋๋ก ๊ท๋ช ํ์์ต๋๋ค. ์ ์ ์ฒด ์ญ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฌ์ฒด ๋ณ๋ ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ํํ๋ก ๋๊ธฐํํ๊ณ , ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ์ฌ ์๋ ์์ ๋ฐ ์ ํจ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ณ๋์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ํ์์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ๋ ํ๊ดด์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๋์ ํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๋จ์ผ ์ธํฌ ํด์๋์์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ฌ์ด ๋ค์ค ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์์ ํ ์ ๊ฑฐํ๊ณ , ํน์ ์ ์ฌ ์ธ์์ ์กฐ์ ์ํผํ ํ ๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง ๋ณํ๋ฅผ ์ ๋ํํ์์ต๋๋ค. ๊ธฐ์ฑ ๋จ์ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ณ๋ฅผ ์์ ํ ์ํํ๋ ์์ค์ผ๋ก ํ๋ก๋ชจํฐ-์ธํธ์ ์ํธ์์ฉ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ์ํ์ ์ผ๋ก ๊ณต์ํํ์์ผ๋ฉฐ, ํ์ ์ญ๋ ์์ ์ ์ฌ ๋ฒ์คํธ ๋น๋ ๋ฐ ์งํญ ์กฐ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ท๋ช ํ์ฌ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ์ธ๊ณผ ๊ด๊ณ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํ์์ต๋๋ค. ์ ์ฌ ์กฐ์ ์์ ์ํคํ ์ฒ ๊ธฐ๋ฐ ๊ฐ์ญ์ ๊ณํต ๋ถํ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ณธ ํ๋ซํผ์ ์ ์ ์ฒด ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ฌ ์ธ๊ฐ ์ ๋๋ง๋ฅ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ๊ณต์ฌ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ์ ์ ๋ฐฑ๊ทธ๋ผ์ด๋ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๋ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ํ๋กํ ์ฝ์ ์ ์ํฉ๋๋ค. ๊ณํต ๋ถํ ๊ฒฝ๋ก์ ํต์ฌ ์จ์ ๋จ๊ณ์ ์์นํ ์ ์ฌ ์ธ์ ๋ฐ ํ์ฑ์ ์ ํ์ ๊ฐ์ง ์ธ์์ ์ํธ์์ฉ ์ง๋๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ฌ, ํน์ ์ ์ด ๊ฒฝ๋ก์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ํด๋จํ๊ณผ ๋ค์ดํด๋จํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ๊ฐ๋ฅ์ผ ํ์ต๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ธ๋ถ ์คํธ๋ ์ค ๋ฐ ๋ฐฐ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ณ๋ ์ํฉ์์๋ ์ค๊ธฐ์ธํฌ๊ฐ ๋ค๋ฅ์ฑ์ ์์ ์ ์ผ๋ก ์ ์งํ๊ฑฐ๋ ํ์ ์ธ ๊ณํต์ผ๋ก์ ๋น๊ฐ์ญ์ ๋ถํ๋ฅผ ์ต์ ํ๊ณ , ์ ํจํ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ ์ ์๋ ์ฐ์ฐ ๋ฐฑ๋ณธ์ ์์ฑํ์์ต๋๋ค. ๋ถํ ์ ๋ ๋์ค ๋ง์ฃผํ๋ ์ด์ข ์ธํฌ ํผ์ ๋ฐ ๋ฏธ๋ถํ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ์ข ์์์ฑ ๋ฆฌ์คํฌ๋ฅผ ์กฐ๊ธฐ์ ์ง๋จํ๊ณ ํํฐ๋งํ ์ ์๋ ์ธต๋ณ ๋ชจ๋ธ๋ก์์ ์ฐ์ ์ ์ ๋ฐ์ฑ์ ํ๋ณดํ์์ต๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ์ ์ ์ฒดํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ ์ฑ๊ณผ๋ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ์ ์ ์ฒด R&D ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ ยท์ฌํ ๋ถ์ ์ฒด๊ณ์์ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ์ค๋ํ ์ด์ ํ์ ๋๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ(์: Vertex Pharmaceuticals, BlueRock Therapeutics ๋ฑ)๊ฐ ์ถ์งํ๋ iPSC ๊ธฐ๋ฐ ์ท์ฅ ๋ฒ ํ์ธํฌ ์น๋ฃ์ VX-880์ด๋ ํํจ์จ๋ณ ์น๋ฃ์ Bemdaneprocel ๋ฑ์ ์ฐจ์ธ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ฐ๋ฐ ์, ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ ๋ฐ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ๋ฐ ์ธํฌ์ฃผ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ์ฐ์ ์ผ๋ก ์์ํ ์ ์๋ ๋ ์ ์ ๊ธฐ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ท๊ฒฉ์ ์ถฉ์กฑํ๋ ์ธํฌ ํ์ง ํ๋กํ์ผ๋ง์ด ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ฉฐ, ๋ฏธ๊ตญ FDA ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ(IND) ์น์ธ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋์ ์๊ตฌ๋๋ ์ธํฌ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ ์ ์ฆ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์๋ ์์ฑํ์ฌ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ ์ ์๋ ๋์งํธ ํธ๋์คํฌ๋ฉ์ด์ ์ ํต์ฌ ์์ฐ์ผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ค๋ฅ์ฑ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ์ ์ฌ ์กฐ์ ์ง๋ ์์ฑ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ์ ์ ์ฒด ๊ธฐ๋ฅ ์์ญ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ค๊ธฐ์ธํฌ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ์ฌ์์๋ฃ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋ถํ ์ ๋ ์ธํฌ์ฃผ์ ๊ณํต ํน์ด์ ์ด๋ช ๊ฒฐ์ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ๊ณผ ์ ์ฐ ์คํฌ๋ฆฌ๋์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํจ์ผ๋ก์จ ๋ฏธ๋ถํ ์ค๊ธฐ์ธํฌ์ ํผ์ ์ผ๋ก ์ธํ ์ข ์์์ฑ ์ ๋ฐ ๋ฑ์ ์น๋ช ์ ์ธ ์์์ ์์ ์ฑ ๋ฌธ์ ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์์ฒด ์์ฐฉ ์ ํจ์ฑ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ์๋ง ๊ฐ์ ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ ์ฒด ์ญ๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ํํํ์ ์ ๋ํ๋ ํ์ ๊ฐ๊ณ๋ณ ์ ์ ์ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ , ํ์ ์ธํฌ ๋ถํ๋ฅผ ์ ๋ํ๋ ๋ถ์ ์นตํ ์ผ์ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ์ธํฌ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ธํฌ์ฃผ ๊ฐ ํฌ๋ก๋งํด ์ ๊ทผ์ฑ ๋ฐ ์ ์ฌ ํ์ฑ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์์ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Journal of controlled release : official journal of the Controlled Release Society๐ค AI ์์ฝํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋๋ ธ์ ๋ฌ์ฒด ๊ธฐ์ ์ ํ์ฉํ ๊ทผ์ก ์กฐ์ง ๋ด mRNA ๋ฒ์ญ ๋ฐ ์ ๋ฌ ํจ์จ์ ๊ทน๋ํ
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๊ธฐ์กด mRNA-LNP ์ ๋ฌ์ฒด์ ํ๊ณ์ ๊ทผ์ก ์กฐ์ง ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ R&D์ ํน์ ์ ์ฌ์ฒดยท๋ฒ์ญ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ์ ์ฐ ์ค๋ฏน์ค ๋ชจ๋ธ๋ง์ด ๊ฒฐ์ฌ๋ ๊ธฐ์กด์ 1์ธ๋ mRNA-lipid nanoparticle(LNP) ํ๋ซํผ์ ๊ตญ์ ์กฐ์ง ํฌ์ฌ ์ ๋ฐ์๋๋ ๋ค์ฐจ์์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์ ๋ณต์ก์ฑ์ ๊ณ์ฐํ์ง ๋ชปํ๋ ์ฌ๊ฐํ ๊ธฐ์ ์ ์ฅ๋ฒฝ์ ์๊ณ ์์ต๋๋ค. ๊ธฐ์กด ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ๋จ์ ์ ์ด๊ณ ์ ์ ์ธ ๋ถ์ ํ์ค์ ์์กดํ์ฌ, ์ธํฌ ํด๋ฆฌ ๊ณผ์ ์์ ์ผ๊ธฐ๋๋ ์ ์ฌ์ฒด ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ์ ๊ทผ์ก ์กฐ์ง ๋ด ๋ค์ํ ์ด์ข ์ธํฌ๊ตฐ ๊ฐ์ ์ธํฌ ๊ฐ ์ํธ์์ฉ ๋ฐ ๊ณต๊ฐ์ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์์ ํ ๋ฐฐ์ ํ์์ต๋๋ค. ํนํ ๋ง์ฐ์ค์ ์์ฅ๋ฅ ๋ฑ ์ข ๊ฐ ์ฅ๋ฒฝ์์ ๊ธฐ์ธํ๋ ์์ฒด ๋ด ์ฝ๋ํ ๋ณ๋์ฑ๊ณผ ์ธํฌ ์ ํ๋ณ ์๋์ ํ์ถ ํจ์จ์ ํธ์ฐจ๋, ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ ์ ์ด ๋ฐ ์ค๊ณ ๋จ๊ณ์์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ชจ๋ธ๋ง๋์ง ์์ ์ค์ ์์ ์ง์ ์ ์ ํจ ๋ฉด์ญ ํ์ฑ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ์ง ๋ชปํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ ์ด๋ํ์ต๋๋ค. ๊ทผ์ก ์ธํฌ๊ฐ ๊ฐ์ง๋ ๋ฆฌ๋ณด์ ํ๋ถ์ฑ์ด๋ผ๋ ์๋ฆฌํ์ ์ด์ ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ , ๊ธฐ์กด LNP์ cationic lipid ์ฑ๋ถ์ด ์ ๋ฐํ๋ ๋นํน์ด์ ์ผ์ฆ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค์ ์ธํฌ ๋ ์ฑ์ ํ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฒ์ญ ์๋๋ฅผ ์ ๋์ ์ผ๋ก ์ ํด๋จํํ๋ ๋ฐ ํ๊ณ๋ก ์์ฉํ์ฌ ๋ฐฑ์ R&D์ ํต์ฌ ๋ณ๋ชฉ์ด ๋์์ต๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ฆฌํผ๋-ํด๋ฆฌ๋จธ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋๋ ธ์์คํ ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ์ธํฌ ํด์๋ ๋ ๋ฆฝ ๋ณ์ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ์ด๋ฌํ ๋์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ๋ณธ R&D์์๋ ์์์ฑ ๊ณ ๋ถ์ ์ฝ์ด์ ์์ฒด ๋ชจ์ฌํ ์ง์ง ์์ด ๊ฒฐํฉ๋ '๋ฆฌํผ๋-ํด๋ฆฌ๋จธ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋๋ ธ์ ๋ฌ์ฒด(LPHN)' ํ๋ซํผ์ ๊ฐ๋ํ์์ต๋๋ค. ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๋ถ์ๅๅํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ํตํด mRNA์ ๋๋ ธ์์คํ ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์์ ์์ธกยท์ต์ ํํ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์๋๋ก ๋ชจ๋ธ์ ๋์ ํ์ฌ ๊ทผ์ก ์ธํฌ ๋ด endosomal escape ๋ฐ mRNA ๋ฆฌ๋ณด์ ๋ฒ์ญ ์๋ ์์๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ์์ต๋๋ค. ๋จ์ผ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋ถ์ ๋ฐ ํ๋ฉด ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ํตํฉํ ๋ค, ์ ์ฐ ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ ์ ๊ฑฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ํํ์ฌ ๊ตญ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด ํญ์ ์ ์ ์ธํฌ ๋ฐ ๊ทผ์ก ์ธํฌ ๊ฐ์ ๋์ ํ ์๋ฅผ ๋๊ธฐํํ๊ณ ์ ๋ฐ ๋ถ์ํ์์ต๋๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ธฐ์กด์ ๋จ์ LNP ์ ๋ฌ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ ๊ทผ์ก ์ธํฌ ํน์ด์ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฒ์ญ ์ฆํญ ๋ฅ๋ ฅ์ ์ ์ฆํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฆผํ์ ์ด๋์ฑ ์ ๋ ๋ฒกํฐ ๋ฐ ์ ์ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ์ ํ์ฑํ ์ํ ์ ์ด ๊ณก์ ์ ์ ๋์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ์ฌ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํ์์ต๋๋ค. ํ๋ฅ ์ ์ ๋ฉด์ญ ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ค์ค ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ถ๋ ํ์๊ตฐ ๋ถ์ ํํํ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification) ๋ชจ๋ธ์, ์ ์ ์ฒด ๋ณ์ด์ ์ ์ฌ์ฒด ํ๋กํ์ผ์ ๋งคํํ์ฌ ๊ฐ์ธ๋ณ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์ ๋ฐ์์ฑ์ ๊ณ ํด์๋๋ก ๋ถ๋ฅํด ๋ ๋๋ค. ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋๋ ธ์ ๋ฌ์ฒด์ ์ง์ง-๊ณ ๋ถ์ ์กฐ์ฑ๋น๋ฅผ ์จ์ ๋จ๊ณ ์์๋ก ์ค์ ํ๊ณ ์ด๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ์ดํ๋ ์ /๋ค์ดํด๋จํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์๋ฆฝํจ์ผ๋ก์จ, ์ธํฌ ๋ด mRNA ๋ฐฉ์ถ ์๋์ ํญ์ ๋ฐํ ๋์ญํ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์์จ ์กฐ์จํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ๋ง๋ จํ์์ต๋๋ค. ์ด ๋ชจ๋ธ์ ๊ตญ์ ๊ทผ์ก ์กฐ์ง์ ์ผ์ฆ์ฑ ์ฌ์ดํ ์นด์ธ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ๋ชจ๋ํฐ๋งํ์ฌ ์ ํดํ ๋ฉด์ญ ๊ณผ๋ฐ์์ ์ฐจ๋จํ๊ณ , ํ์ ์ธํฌ๊ฐ ๋ณ์น์ ์ธ ๋ฏธํฌ๋ก ํ๊ฒฝ์ ์คํธ๋ ์ค ์ํ ํ์์๋ ์์ฒด ํญ์์ฑ์ ๊ฐ์ญ์ ์ผ๋ก ์ ์งํ๋ฉฐ ์ต์ ์ ์ ์ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ ๋ํ ์ ์๋๋ก ๋๋ ๊ตฌ๋ฐฐ์ ๋ฒ์ญ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๋ณด์ ํฉ๋๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ฉด์ญํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ณธ R&D ์ฑ๊ณผ๋ mRNA ๊ธฐ๋ฐ ๋ฐฑ์ ๋ฐ ์น๋ฃ์ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค๋ฅผ ์ฌํ ๋์ฆ์ ๋ถ์ ์ฒด๊ณ์์ AI ์ ์ฐ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ์ธํ๋ผ๋ก ์ ๋ฉด ๋ฆฌ์ ํ๋ ์ด์ ํ๋ฅผ ์ ์ํฉ๋๋ค. ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ค๊ตญ์ ์ ์ฝ์ฌ ๋ฐ ๋ฐ์ด์คํ ์ ๋ฉด์ญ ํจ๋ฌ๋ค์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ์ฅ์ ์ํด ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ฐ๋์์ผฐ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ํตํด ์ ๋ฌ์ฒด ํฉ์ฑ์ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐํ์ ํด์๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋์งํธ ํฌ์ค์ผ์ด์ ํต์ฌ ๊ท๊ฒฉ์ธ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๋์ ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ํจ๋ ๊ธฐ์ค์ ์ถฉ์กฑํ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ, ๋ฏธ๊ตญ FDA ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ์ ์ถ๋ฌผ ์์ฑ ๋ฐ cGMP ๊ธฐ์ค ์ธํ๊ฐ ํ๊ฐ ํ๋ ์์ํฌ ์น์ธ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถ์ํค๋ ๋ง์คํฐ ๋์งํธ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฆฌํผ๋-ํด๋ฆฌ๋จธ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋๋ ธ์ ๋ฌ์ฒด ํ๋ซํผ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๊ตญ์ ๋ฐฑ์ ๋ฉด์ญ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ mRNA ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๊ตญ์ ์กฐ์ง ๋ด ์ธํฌ ์ ํ๋ณ endosomal escape ๋ฐ ๋ฆฌ๋ณด์ ๋ฒ์ญ ์๋๋ก ์ ํ์ด์ฌ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ์ค์บํ๊ณ ๋งคํํจ์ผ๋ก์จ ํญ์ ํ๋ ์ ํ ์ด์ ์ง์ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฉด์ญ ๊ฐญ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ์์ฒด ํญ์์ฑ ์ ์ง๋ฅผ ์ํ ๊ณ ํด์๋ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ ๋ค์ค ๋จ์ผ์ธํฌ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๊ฐ ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค ๋จ๋ฐฑ์ง-์ ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฉด์ญ ์ฌ์ดํ ์นด์ธ ํผ๋๋ฐฑ ํ๋ญ์ค ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ํ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ ์ฌ์ฒด์ ๊ตญ์ ์ ํจ ๋ฒ์ญ ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ mRNA ๋ฐฑ์ ์น๋ฃ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ์ธํฌ ์ ํ๋ณ transfection ํจ์จ ๋ฐ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ์จ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์ฝ๋ํ ๋ฐ ์ฝ๋ ฅํ์ ๋ฐฉ์ถ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ํ๊ฐ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์ ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ12๋ง ๋ช NIPT ๋ฐ์ดํฐ๋ก ๊ทธ๋ฆฐ ์ ์ ์ฒด ์ง๋, ์์ ์ฃผ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง๋ ์ ์ ์ ํจ๊ณผ ๊ท๋ช
๋ฐฐ๊ฒฝ ์์ ์ ๋ชจ์ฒด์ ์๋ฆฌํ์ ์์คํ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๊ธ๊ฒฉํ๊ณ ๋ ์ ๊ตํ ๋ณํ๋ฅผ ๋๋ฐํ๋ ๊ณผ์ ์ด๋ค. ์ฌํ๊ด๊ณ์ ๋์ฌ๊ณ, ๋ฉด์ญ๊ณ ๋ฑ์ด ํ์์ ์ฑ์ฅ์ ๋ง์ถ์ด ์ญ๋์ ์ผ๋ก ์ ์ํด์ผ๋ง ๊ฑด๊ฐํ ์ถ์ฐ์ ๋๋ฌํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด์ฒ๋ผ ์ค์ํ ์๊ธฐ์์๋ ์์ ์ค ์ผ์ด๋๋ ์๋ฆฌ ๋ณํ์ ์ ์ ์ ์กฐ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ฒ ์ผ์ ์ธ์ฌ ์์๋ค. ๊ธฐ์กด์ ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ด์ฑ ๋ถ์(Genome-Wide Association Study, GWAS)์ ์ฃผ๋ก ์์ ํ์ง ์์ ์ฑ์ธ์ ๋์์ผ๋ก ์ผ์์ผ๋ฉฐ, ์์ ์ค ํน์ ์์ ์ ๋จํ์ฑ ์๋ฃ์ ์์กดํ๋ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ๋๊ท๋ชจ ์์ฐ๋ถ ์ง๋จ์ ๋ชจ์งํ๊ณ ์์ ์ ์ฒด ๊ธฐ๊ฐ์ ๊ฑธ์ณ ์ข ๋จ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์งํ๋ ์ฐ๊ตฌ ์ค๊ณ์ ๋ง๋ํ ๋น์ฉ๊ณผ ํ์ค์ ์ฅ๋ฒฝ์ด ๋ฐ๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ด๋ฌํ ๋์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ณ ์ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋น์นจ์ต์ ์ฐ์ ๊ฒ์ฌ(Non-Invasive Prenatal Testing, NIPT) ๊ณผ์ ์์ ์์ฑ๋๋ ์ด์ ํด์๋ ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด ์ํ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฌํ์ฉํ๋ ๋์์ ์ ์ํ๋ค. NIPT๋ ํ์์ ์ผ์์ฒด ์ด์์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ํ๊ธฐ ์ํด ์์ฐ๋ถ ํ์ก ๋ด ์ธํฌ ์ ๋ฆฌ DNA๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ ์ผ์์ ์ธ ๊ฒ์ฌ๋ค. ์ด ๊ฒ์ฌ์์ ์ป์ ์ฐ๋ชจ ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ ๊ธฐ๋ก๊ณผ ์ฐ๊ณํจ์ผ๋ก์จ ๋๊ท๋ชจ ์ฝํธํธ๋ฅผ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์ถํ ์ ์๊ฒ ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ด ๊ฐ์ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์์ ์ฃผ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํธ๋ฅด๋ชฌ ๋ณํ์ ์ ์ง๋์ฌ์ ์ญ๋์ฑ์ ๊ท๋ช ํด ๋๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ค๊ตญ ์์ฐ๋ถ ์ต๋ 121,579๋ช ์ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด์ 111๊ฐ ์์ ํํํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฐ๊ณํ์ฌ ์ ๋ฐ ๋ถ์์ ์ค์ํ๋ค. ๋ถ์ ๋์ ํํํ์ ์ง์ง ๋ฐ ํฌ๋๋น ๋์ฌ ์งํ, ์ ํ๊ตฌ ๋ฑ ํ์ก ์ธํฌ ๋งค๊ฐ๋ณ์, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์์ ํฉ๋ณ์ฆ์ ์์ฐ๋ฅธ๋ค. ๋ถ์์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก ์์ ์ค ์๋ฆฌ์ ์งํ๋ค๊ณผ ์ฐ๊ด๋ ์์ฒ ๊ฐ์ ๋ ๋ฆฝ์ ์ธ ์ ์ ์ ์ข๊ฐ ์๋ณ๋๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ๋ ์ ์ ์ ์์ญ ์ค ์๋น์๋ ์์ ๊ด๋ จ ํ์ง์์ ์ด์ ์ ๋ณด๊ณ ๋ ์ ์ด ์๋ ์๋ก์ด ์์น์๋ค. ๊ฐ์ฅ ๋ ์ฐฝ์ ์ธ ๋ฐ๊ฒฌ์ ์ ์ ์ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์ ์ฃผ์์ ๋ฐ๋ผ ์๋์น๋ ํ์์ ๊ท๋ช ํ ๋ฐ ์๋ค. ์์ ๊ธฐ๊ฐ ์ค ๋ฐ๋ณต ์ธก์ ๋ ํ์ก ๋งค๊ฐ๋ณ์ ๋ถ์์์ ์ ์ฒด ์ ์ ์ ํธ์ ์ฝ 18%๊ฐ ์์ ์ฃผ์์ ์ํธ์์ฉํ๋ฉฐ ํจ๊ณผ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๋ณํ๋ ํจํด์ด ๊ด์ฐฐ๋๋ค. ํน์ ์ ์ ์ ๋ณ์ด๊ฐ ์์ ์ด๊ธฐ์๋ ๋ชจ์ฒด์ ํ์ก ์ธํฌ ์์น์ ๊ฐ๋ ฅํ ์ํฅ๋ ฅ์ ๋ํ๋ด๋ค๊ฐ๋, ์์ ํ๊ธฐ์๋ ์ํฅ๋ ฅ์ด ์ฌ๋ผ์ง๊ฑฐ๋ ๋ฐ๋๋ก ์๋ํ๋ ์์ด๋ค. ์๊ธฐ ํน์ด์ ์ผ๋ก ์๋ํ๋ ์ด ์ ์ ์๋ค์ ํธ๋ฅด๋ชฌ ๋ฐ์ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์กฐ์ , ํ์ ์ฑ์ฅ์ ์ ๋ํ๋ ์๋ฌผํ์ ๊ฒฝ๋ก์ ๊ฐํ๊ฒ ๋์ถ๋์ด ์์๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋ฉ๋ธ ๋ฌด์์๋ฐฐ์ ๋ถ์(Mendelian Randomization, MR)์ ์ ์ฉํ์ฌ ์์ ์ค ์๋ฆฌ์ ์ด์ ์์น์ ๋ถ๋ง ํ ์ฐ๋ชจ์ ๋ง์ฑ ์งํ ์ํ ์ฌ์ด์ ์ธ๊ณผ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ถ์ ํ๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์์ ๊ธฐ ๋์ฌ ์งํ์ ๊ต๋์ด ์ฅ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฐ๋ชจ์ ์ฌํ๊ด ์งํ์ด๋ ์ 2ํ ๋น๋จ๋ณ ๋ฐ์ ์ํ์ ์ง์ ์์น์ํค๋ ์์ธ์์ด ๋ฐํ์ก๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ ์ ๊ณ ์ ๋ ์๋ฆฌ ์ํ๊ฐ ์๋๋ผ, ์ ์ ์ ํต์ ๊ฐ ๋์์์ด ๋ณํํ๋ ๋์ ์ธ ์กฐ์ ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ ์ํ๋ค. ๊ธฐ์กด ์ฑ์ธ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์ฐ๋ถ ์ง๋ฃ์ ๋จ์ ๋์ ํ๋ ๋ฐฉ์์์ ํํผํ์ฌ, ์์ฐ๋ถ๋ง์ ์ํ ์ ์ฉ ์ ์ ์ฒด ์ฐธ์กฐ ๊ธฐ์ค์ ์๊ธํ ์๋ฆฝํด์ผ ํ ํ์์ฑ์ ๋ท๋ฐ์นจํ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค. ๋์ฑ์ด ์ผํ์ฑ ๊ฒ์ฌ๋ก ๋๋๋ NIPT ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฐ๊ตฌ์ฉ ๋น ๋ฐ์ดํฐ๋ก ์ฌํ์์์ผฐ๋ค๋ ์ ์์ ๋ณด๊ฑด์๋ฃ ๋ฐ์ดํฐ ํ์ฉ์ ์๋ก์ด ์ด์ ํ๋ฅผ ์ธ์ ๋ค. ๊ธฐ์กด ์๋ฃ ์ธํ๋ผ๋ฅผ ์ง๋ ๋ ์ผ์ 12๋ง ๋ช ๊ท๋ชจ์ ๊ณ ํ์ง ์ ์ ์ฒด ์ฝํธํธ๋ฅผ ํ๋ณดํ ์ ์์์ ์ฆ๋ช ํ ์ ์ด๋ค. ๋ค๋ง ๋ช ๊ฐ์ง ํ๊ณ๋ ์ง์ ๋๋ค. ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ค๊ตญ์ธ ์์ฐ๋ถ๋ง์ ๋์์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ก์ผ๋ฏ๋ก ๋ค๋ฅธ ์ธ์ข ์ง๋จ์์๋ ๋์ผํ ํจ๊ณผ๊ฐ ๋ํ๋๋์ง ์ถ๊ฐ ๊ฒ์ฆ์ ๊ฑฐ์ณ์ผ ํ๋ค. ๋ํ NIPT ๊ฒ์ฌ ์์ ์ ํ์ ๋ ๋จ๊ธฐ ๊ธฐ๋ก์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๋ถ์์ด ์ํ๋์๊ธฐ์, ์ถ์ฐ ์ดํ์ ์ฅ๊ธฐ์ ์ถ์ ์กฐ์ฌ๋ฅผ ์ฒด๊ณํํ๋ ๊ณผ์ ๋ ๋จ์ ์๋ค.
๐ก ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ ์ฑ๊ณผ๋ ํฅํ ์์ ํ์ฅ์์ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ์์ ๊ด๋ฆฌ๋ฅผ ์คํํ๋ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ๋๊ตฌ๋ก ํ์ฉ๋ ์ ์๋ค. ์์ปจ๋ ์์ ์ด๊ธฐ NIPT๋ฅผ ์ํํ ๋ ํ์ ๊ฒ์ฌ์ ๋ณํํ์ฌ ์ฐ๋ชจ์ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด๋ฅผ ํจ๊ป ๋ถ์ํ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ด ๋ถ์์ผ๋ก ์์ ํ๋ฐ๊ธฐ์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ฌ์ด ์์ ์ฑ ๋น๋จ๋ ์์ ์ค๋ ์ฆ ๊ฐ์ ๊ณ ์ํ ํฉ๋ณ์ฆ์ ๋ฐ๋ณ ์ํ๋๋ฅผ ๊ฐ๋ณ ์ฐ๋ชจ์ ์ ์ ์ ํ๋กํ์ผ๊ณผ ์์ ์ฃผ์๋ณ ์์ธก ๊ณก์ ์ ๋ง์ถฐ ์ฐ์ถํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์๋ฃ์ง์ ์์ธก ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ ๋๋ก ์ ์ ์ ์ธ ์์ด ์กฐ์ ์ ์ฒ๋ฐฉํ๊ฑฐ๋ ๋ง์ถคํ ์์ ๊ด๋ฆฌ๋ฅผ ์ค๊ณํด ํฉ๋ณ์ฆ ๋ฐ์์ ์ฌ์ ์ ์ฐจ๋จํ๋ค. ์ฐ์ ์ ์ธก๋ฉด์์๋ ๊ธฐ์กด NIPT ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์์ฅ์ ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ฐ๊ฟ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ์ง๋จ ๊ธฐ์ ๋ค์ ๋จ์ํ ํ์ ์ด์ ์ฌ๋ถ ํต๋ณด์์ ๋์๊ฐ ๋ชจ์ฒด์ ์์ ์ฃผ๊ธฐ ์ ๋ฐ์ ์์ฐ๋ฅด๋ ํฌ์ค์ผ์ด ์๋ฃจ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ ์์ญ์ ๋ํ ์ ๋ง์ด๋ค. ์์ ์ฑ ๋์ฌ ์งํ๊ณผ ์ถ์ฐ ํ ๋ง์ฑ ์งํ ๊ฐ์ ์ธ๊ณผ์ ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ๋ ๋งํผ, ์ฌ์ฑ ํ์ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ๊ณผ์ ์์ ์๋ก์ด ์น๋ฃ ํ์ ์ ๋ฐ๊ตดํ๋ ์ฐ๊ตฌ ์ญ์ ํ๋ฐํด์ง ๊ฒ์ผ๋ก ์์ธก๋๋ค.
Frontiers in immunology๐ค AI ์์ฝ์น์ฌ์จ 75%์ ๋ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ ๋ํญํ๋ ์๊ฐ ์กฐ๋ฆฝ mRNA ๋ค๊ฐ ๋ฐฑ์ ๊ฐ๋ฐ
๋ฐฐ๊ฒฝ: BSL-4 ๋ฐํ ์ฅ๋ฒฝ๊ณผ ๋ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๊ฐ์ผ์ฆ R&D์ ๋ฉด์ญ ์ญํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ ์ธ์๊ณตํต ๋ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค(NiV)๋ WHO ์ง์ ์ต์ฐ์ ์์ ๋ณ์์ฒด๋ก, ์ต๋ 75%์ ์น์ฌ์จ์๋ ์น์ธ๋ ๋ฐฑ์ ์ด๋ ์น๋ฃ์ ๊ฐ ์ ๋ฌดํ๋ค. ๊ณ ์ํ BSL-4 ๋ฐํ ์ฅ๋ฒฝ์ผ๋ก ์ธํด ์ค์ wet-lab R&D ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ณด๊ฐ ๊ทน๋๋ก ์ ํ๋๋ ์ํฉ์์, ๊ธฐ์กด ๋จ์ ์ ํญ์ ๋ถ์ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ธํฌ ํด๋ฆฌ์ฑ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ ๋ ธ์ด์ฆ, ๋ค๋์ฒด ์ํ์ ์ด์ญํ์ ๋ถ์์ ์ฑ, ์ฒด๋ด ์ด์ ํ ๊ธ๊ฒฉํ ํญ์ ๋ถํด ๋ฑ ํ๊ดด์ ์ฌ๊ฐ์ง๋๋ฅผ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ดํ์ง ๋ชปํด ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋ ์ฌ์์ ์คํจํ๋ค. ํนํ ์ตํฉ ๋จ๋ฐฑ์ง(NiV-F)๊ณผ ๋ถ์ฐฉ ๋จ๋ฐฑ์ง(NiV-G) ๋ณตํฉ์ฒด์ ์ ์ฒด์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ์์ค์์ ๋งคํํ์ง ๋ชปํด ์ข ๊ฐ ๋ฉด์ญ ๊ฒฉ์ฐจ ๋ฐ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์์ฉ์ฒด ๋ํน ์ฐจ๋จ ์์ธก์์ ์ฌ๊ฐํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณ๋ชฉ์ ๋ ธ์ถํด ์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ: ๋ ๋ฆฝ ํฌ๋ฎฌ๋ ์ด์ mRNA-LNP ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋จ์ผ ์ธํฌ ์ค์ผ์ผ ์คํ ํญ์ฒด ์ญํ ํ ์ ๋๊ธฐํ ์ค์ฆ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ F ๋จ๋ฐฑ์ง(NiV-F)๊ณผ G ๋จ๋ฐฑ์ง(NiV-G)์ ๊ฐ๊ฐ ์ธ์ฝ๋ฉํ๋ mRNA๋ฅผ ๋ณ๋ ์ง์ง๋๋ ธ์ ์(LNP)์ ๋ ๋ฆฝ ํฌ๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ์ฌ ๋์ ํฌ์ฌํ๋ ๋ชจ๋ฌ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ๋ค. ํญ์๊ณผ ์์ฉ์ฒด ๊ฐ ๋ํน ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๋ฏธ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์๋ ์์๋ก ์ญ์ฐํด LNP ์ด์ ํจ์จ์ ์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ๋ฐฐ์น ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ์ฐ ์ ๊ฑฐํ์ฌ ๋ฌผ์ฑ ๊ท ์ผ์ฑ์ ํ๋ณดํ๋ค. BSL-4 ํต์ ๋ฅผ ์ฐํํ๋ VSV ๊ธฐ๋ฐ ๋ํ ์๋๋ฐ์ด๋ฌ์ค surrogate ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ถํ๊ณ ๋ฐฑ๊ทธ๋ผ์ด๋ ๋ ธ์ด์ฆ ๋ฐ ์์์ฑ ๋ฐ์ ์ ๊ฑฐ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฐ๋ํ์ฌ ์คํ ํญ์ฒด ์ญํ์ ์ธก์ ํ๋ค. ์ด๋ ๋จ์ ๋จ๊ฐ ๋ฐฑ์ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉฐ, ๋ง์ฐ์ค ๋ฆผํ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ ๋ด์์ ์คํ ํญ์ฒด ์ญํ๊ณผ ํ๋ฅ ์ ์ฌ์ฒด ๋คํธ์ํฌ์ ์์ํ์ ๋ณ๋ ๊ณก์ ์ ๊ท๋ช ํ์ฌ ๋ถ์์๋ฌผํ์ ๋ฌด๊ฒฐ์ฑ์ ์ค์ฆํ๋ค. ์์ฉ์ฒด ๋ํน ๊ฒฝ๋ก ์กฐ์จ๊ณผ ๊ฐ์ญ์ ๋ฉด์ญ ํญ์์ฑ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝ ๋ฉด์ญ๊ธ๋ก๋ถ๋ฆฐ ์์ฉ์ฒด ํ๋ฅ ์ ํธ์ ๋ฌ์ฒด๊ณ์ ์ค๋ฏน์ค ๋งคํธ๋ฆญ์ค๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ ๋ฐ ์ ์ ๊ฐ๊ณ๋ณ ๋ถ์ ํํํ์ ์ ๋ฐ ์ธต๋ณํ(Precision Stratification)ํ๋ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ฆฝํ๋ค. ํญ์ ๋ฐํ์จ๊ณผ ์๋์ ํ์ถ๋ฅ ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์จ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ท๋ช ํ๊ณ LNP์ pKa ์ ์ด๋ฅผ ํตํ ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฒ์ญ ์ ํด๋จํ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์ ๋ค์ดํด๋จํ ๊ฐ์ญ ์ ์ด๋ฅผ ๊ฐ๋ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๊ธ๊ฒฉํ ์ผ์ฆ์ฑ ๋ฐ์ ํ์์๋ ๊ฐ์ญ์ ์์ฒด ๋ฉด์ญ ํญ์์ฑ์ ์์จ ์กฐ์จํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ์ ์ค๊ณํ๋ค. ๋ํ ๋น๋จ๋ฐฑ์ง ์ฑ๋ถ์ ๋๋ ๊ตฌ๋ฐฐ์ ๋ฐ๋ฅธ T์ธํฌ ๋ฐ memory B์ธํฌ ๋ฐ์์ฑ ์ ์ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ์ต์ ์ ์คํ ํจ๋ฅ๊ณผ ์๋ฐฉ ๋๋๋ฅผ ์ฌ์ํ๋ ์ ๋ฐ ์ ์ด ์ํคํ ์ฒ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ๋ ํต์ฌ ๋ผ๋๊ฐ ๋์๋ค. ์ ๋ง: ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๊ฐ์ผ๋ณ ์ํ ํ์ค ์๋ฆฝ๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ IND ๋์งํธ ๊ฑฐ๋ฒ๋์ค ๊ฐ๋ ๋ชจ๋๋์ mRNA-1215 ์์ 1์ ์ง์ ๋ฑ ์ฝ 30์ต ๋ฌ๋ฌ ๊ท๋ชจ๋ก ์ ๋ง๋๋ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ์์ฅ์์, ์ด ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ธ ๋ฐ์ด๋ก๋ฏน์ค ์ค๊ณ ํ๋ซํผ์ ๊ธฐ์กด ์ฌํ ๋์ฆ ์ฒด๊ณ๋ฅผ ๋ค์ฐจ์ ํ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ฐ ์ธํ๋ผ๋ก ๋ฆฌ์ ํ๋ค. ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋(HTS) ๋จ๊ณ์์ ์ ์ ๊ตฌ๋ฐฐ ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ฐ๋ํด ํญ์ ๋ฐฐํฉ ๋น์จ์ ์ต์ ํํ๊ณ ์์ฐ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๋ ์ ์ฐ์ ํด์๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ์ด๋ FDA ๋ฑ ๊ธ๋ก๋ฒ ์ธํ๊ฐ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ๊ท๊ฒฉ์ ์ ์ ๋ง์กฑํ๊ณ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ๋ฐ cGMP ๊ฐ๋ ์น์ธ ํ๋ ํ์๋ผ์ธ์ ํ๊ดด์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ์ฌ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐ์ด์คํ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์กฐ๊ธฐ ์์ ํ๋ฅผ ์ฃผ๋ํ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ง์คํฐ ์์ฐ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํ ์ ๋ง์ด๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ ๋ฆฝ์ mRNA-LNP ๊ณต๋ ํฌ์ฌ ํ๋ซํผ์ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฉด์ญ ๊ธฐ์ ํ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ๊ธ๋ก๋ฒ ๋ฐฑ์ ์์ ์์ฝํ ๊ณต๊ธ๋ง๊ณผ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๋ฐ ๋ง์ถคํ ๊ฐ์ผ๋ณ ์น๋ฃ์ ๋ฐ์ด์ค ๋น์ฆ๋์ค ๋ผ์ธ์ ์ง์ ๊ฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๋จผ์ ์์ ํ์ฅ์์ ๋ํ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค G ๋ฐ F ๋น๋จ๋ฐฑ์ง์ ์์ฉ์ฒด ๊ฒฐํฉ ์๋๋ก ์ ์ธ์ค๋ฆฌ์ฝ ์ ์ฐ AI ์ค์บ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ๋ถ์ํจ์ผ๋ก์จ ๋ณ์ข ์ถํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฉด์ญ ํํผ ๋ฐ ํญ์ ๊ตฌ์กฐ ํ๋ฝ์ ์๊ฐ์ ๊ณต๋ฐฑ ๋ ธ์ด์ฆ๋ฅผ ์์ฒ ์๊ฑฐํ๊ณ ๊ธ์ฑ ๋์ผ ์๋ฐฉ์ ์ํ ํ๊ณ ์ ํจ ์์ฐฉ ๋๋ ๋ณดํธ ํด์๋ฅผ ์ฌ์ํฉ๋๋ค. ์ด์ ๋์์ HLA ๋๋ฆฝ์ ์ ์ ๋ฐ ๋ฉด์ญ ์ธํฌ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด ์ง๋์ฑ๋ ์คํ์์ค IEDB ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ค๊ณ ์ ์์์ฑ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์ ๊ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ณ ์คํ ํญ์ฒด ํ์ฑ์ ์ ๋ํ๋ ์ ํจ ๋ํน ๋๋๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ญ์ฐํด๋ด๋ ๋๋ฐ์ง๋จ(CDx) ํจ๋ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์คํ๋ฉ๋๋ค. ๋์๊ฐ ๋ค๊ตญ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฐจ์ธ๋ ๋ชจ๋ ธํด๋ก๋ ๋ฐ mRNA ๋ฐฑ์ ๋๊ท๋ชจ ํ๊ฐ ์์ ์งํ ์ ํญ์ ๊ฐ ๊ฐ์ญ ์ง์์ ์ธํฌ ๋ด ์ด์ ๋ฅ ์์น๋ฅผ ๋ณด์ ๊ณ์๋ก ์ฐ๋ํจ์ผ๋ก์จ ์์ฐ ๋ฐฐ์น ๊ฐ ์์ฒด์ด์ฉ๋ฅ ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ ๋กํํ๊ณ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ์์์ํ๊ณํ์(IND) ๋ฐ cGMP ์์ ๊ฐ๋ ์ธํ๊ฐ ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฑ๋ณธ ์ธํ๋ผ๋ก ๊ธฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Computational and structural biotechnology journal๐ค AI ์์ฝ์ธํฌ๋ณ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ๋ง ๋ถ์์ผ๋ก ์ ์น๋ฃ ํ์ ๋ฐ๊ตด ์ ํ๋ ๋์ธ NCES ๊ธฐ์
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ ์ฐ๊ตฌ์ ์ค์ฌ ๊ณผ์ ๋ ์์ธํฌ๋ง์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ฌ๋ฉธ์ํค๋ ์น๋ฃ ํ์ ์ ๋ฐ๊ตดํ๋ ์ผ์ด๋ค. ์ ์ ์ ๊ฐ์(CRISPR-Cas9)๋ฅผ ํ์ฉํ ์ ์ ์ ๋ น์์ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ๊ธฐ์ ์ ๊ฐ๋ณ ์ ์ ์๊ฐ ์ธํฌ ์์กด์ ํ์์ ์ธ ์ ๋๋ฅผ ๊ท๋ช ํ๋ ๋ฐ ์ ์ฉํ๊ฒ ์ฐ์๋ค. ํนํ ์ ์์กด์ฑ ์ง๋(Cancer Dependency Map, DepMap) ํ๋ก์ ํธ๋ ์๋ฐฑ ๊ฐ์ ์ ์ธํฌ์ฃผ์์ ์ ์ ์ ํ์์ฑ์ ๋๊ท๋ชจ๋ก ํ๊ฐํ๋ฉฐ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ์ด์ ํ๋ฅผ ์ธ์ ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ฐ๋ณ ์ ์ ์ ์์ค์ ํ์์ฑ ๋ฐ์ดํฐ๋ง์ผ๋ก๋ ํ๊ณ๊ฐ ๋ช ํํ๋ค. ์์ธํฌ ์์กด์ ํ์์ ์ธ ์ ์ ์๊ฐ ์ ์ ์ธํฌ์๋ ์์ฉํด ๋ ์ฑ์ ์ ๋ฐํ๊ฑฐ๋, ์คํ์ ์ก์์ผ๋ก ์ธํด ๋ฌด๊ฐ์นํ ํ๋ณด๊ฐ ์์์ ์ค๋ฅด๋ ํ์์ด ๋น๋ฒํ๋ค. ๋จ์ผ ์ ์ ์ ์ ๋ณด๋ง์ผ๋ก๋ ๋ณต์กํ ์ธํฌ ๋ด ๋คํธ์ํฌ ์ํธ์์ฉ์ ์จ์ ํ ํ์ ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ ์์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ฃผ๋ณ ํ๊ฒฝ์ ๊ณ ๋ คํ๋ ์์คํ ์๋ฌผํ์ ์ ๊ทผ๋ฒ์ด ๋์์ผ๋ก ๋ถ์ํ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ด๋ฌํ ๋์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ณ ์ Jung J, Yoo S ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ธํฌ ํน์ด์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ฐ๊ฒฐ๋ง์ ๊ฒฐํฉํ '์ด์-์๊ด ํ์์ฑ ์ ์(Neighbor-Correlation Essentiality Score, NCES)' ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ์ ๋ณด์๋ค. NCES๋ DepMap์ ์ ์ ์ ํ์์ฑ ์ ์์ธ CERES์ ๋จ๋ฐฑ์ง-๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ(Protein-Protein Interaction, PPI) ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ์ตํฉํ ๊ตฌ์กฐ๋ผ๋ ์ค๋ช ์ด๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ธํฌ์ฃผ๋ณ ์ ์ ์ ๋ฐํ ํจํด๊ณผ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ด์ ์ ์ ์ ์ฌ์ด์ ์ํธ์์ฉ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ๋์ถํด๋๋ค. ์ด์ด์ ์ ์ธํฌ์ฃผ 7์ข ์ ํ๊น์ผ๋ก ์น๋ฃ ํ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค(Therapeutic Target Database, TTD) ๋ฐ ๋๋ญ๋ฑ ํฌ(DrugBank) ๊ณจ๋ ์คํ ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ์ ํ๋ ํ๊ฐ๋ฅผ ์งํํ๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ฐ๋ณ ์ ์ ์ ํ์์ฑ๋ง ๋ถ์ํ ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์์ ๋นํด NCES ๋ชจ๋ธ ๋ณํ๋ค์ด ์ฐ์ํ ์ ํ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ถ์๋๋ค. ํนํ ์ ์ ์ ๋ น์์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ๋ถ์ฌํ 'CRISPR ๊ฐ์ค์น ๋ณํ ๋ชจ๋ธ'์ ์์ธก๋ ฅ์ด ๋๋ณด์ธ๋ค. ์ด ๋ชจ๋ธ์ TTD์ ๋๋ญ๋ฑ ํฌ ๊ณจ๋ ์คํ ๋๋ ์์ธก์์ ๊ฐ๊ฐ 0.794์ 0.779์ ์์ ๊ธฐ ์๋ ํน์ฑ ๊ณก์ ์๋ ๋ฉด์ (Area Under the Receiver Operating Characteristic Curve, AUROC)์ ๊ธฐ๋กํ๋ค. ๊ฐ์ค์น NCES ๋ชจ๋ธ์ ๊ธฐ๋ณธ ๋คํธ์ํฌ ๋ชจ๋ธ๊ณผ ๋น๊ตํด ์์ธก ์ ํ๋๋ฅผ ์ ์๋ฏธํ๊ฒ ๊ฐ์ ํ์์ด ์ ์ฆ๋๋ค. ์์ธ๋ฌ ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ์๋ ๊ณ ์์ ํ๋ณด ์ ์ ์ ์ค CCNB1, CDC7, WEE1 ๋ฑ์ด ์๋ฌผํ์ ํ์ ํ์ ์ด๊ฑฐ๋ ์ค์ ์ฝ๋ฌผ๋ก ์ต์ ๊ฐ๋ฅํ ํ๊ฒ์์ ๋ฌธํ ๋ถ์์ผ๋ก ํ์ธํ๋ค. NCES๊ฐ ์ ๊ท ์ ์น๋ฃ ํ์ ์ ๋ฐ๊ตดํ ์ ์ฌ๋ ฅ์ ๊ฐ์ท์์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๋๋ชฉ์ด๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋น ๋ฐ์ดํฐ์ ๋คํธ์ํฌ ์๋ฌผํ์ ๊ฒฐํฉ์ด ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ ๋ณ๋ชฉํ์์ ์ด๋ป๊ฒ ํด๊ฒฐํ ์ ์๋์ง ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์ธํฌ ๋ด ์ ์ ์๋ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ๋ฐ์ํ๋ฏ๋ก, NCES ํ๋ ์์ํฌ๊ฐ ์ ์ํ ์ธํฌ ํน์ด์ ๊ฐ์ค์น ๋คํธ์ํฌ ๋ถ์์ ํ์ ๋ฐ๊ตด์ ์์์ฑ(False Positive) ๋น์จ์ ํฌ๊ฒ ์ค์ผ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ํ์ ๊ฒ์ฆ ๋จ๊ณ์์ ์๋ชจ๋๋ ์๊ฐ๊ณผ ๋น์ฉ์ ์ค์ฌ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์ฑ๊ณต ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋์ด์ฌ๋ฆฐ๋ค๋ ๊ตฌ์์ด๋ค. ๋ํ, ์ธํฌ์ฃผ๋ณ ํน์ด์ฑ์ ๋ฐ์ํ๋ NCES์ ๊ฐ์ ์ ํ์ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ ์คํ์ ์๋น๊ธธ ์ ๋ ฅํ ๋๊ตฌ๊ฐ ๋ ์ ์๋ค. ํน์ ์์ข ์ด๋ ๊ฐ๋ณ ํ์์ ์์ธํฌ ์ ์ ์ฒด ํ๊ฒฝ์ ๋ง์ถฐ ๊ฐ์ฅ ํจ๊ณผ์ ์ธ ์ฝ๋ฌผ ํ๊ฒ์ ๋ง์ถคํ์ผ๋ก ์ฐพ์๋ด๋ ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ์ด๋ฆฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ฑ์ฌ๋์ง ์์๋ ์ ๊ท ํ์ ์ ์ ์๋ฅผ ์ ์ํ ์ ์๋ค๋ ์ ์ญ์ ์ ์ฝ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๋ค๊ฐํ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์์ธ์ผ๋ก ๊ผฝํ๋ค. ๋ค๋ง ์ค์ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ํ์ฅ์ ์์ฐฉํ๋ ค๋ฉด ๋ช ๊ฐ์ง ๊ทน๋ณตํ ๊ณผ์ ๊ฐ ์๋ค. ๋จ๋ฐฑ์ง-๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ ๋คํธ์ํฌ ์์ฒด๊ฐ ์ง๋ ๋ถ์์ ์ฑ์ด ์์ธก ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ค์ฐจ๋ก ์์ฉํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ฐฐ์ ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค๋ ์๊ฒฌ์ด๋ค. ์์ธ๋ฌ ์ธํฌ์ฃผ ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ ์์ธก ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ค์ ํ์์ ๋ณต์กํ ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ์์๋ ๋์ผํ๊ฒ ์ฌํ๋๋์ง ํ์ธํ๋ ์์ฒด ๋ด(in vivo) ๊ฒ์ฆ์ด ํ์์ ์ด๋ค. ํฅํ ์์ ๋ฐ์ดํฐ์์ ํตํฉ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์ ๊ณผ์ ๋ก ์ด์ด์ง ์ ๋ง์ด๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ธ 'ํ์ ์๋ณ(Target Identification)' ๋จ๊ณ์ ๋์ ๋์ด ์ฐ๊ตฌ ํจ์จ์ฑ์ ๊ทน๋ํํ ์ ์๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, ํน์ ํฌ๊ท ๊ณ ํ์์ ์ ์ฝ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง์ ๊ฐ๋ฐํ๋ ์ ์ฝ์ฌ ์ฐ๊ตฌํ์ ์์ฒ ๊ฐ์ ์ ์ ์ ์ค ์ด๋ค ๊ฒ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ผ์์ผ ํ ์ง ๊ฒฐ์ ํด์ผ ํ๋ ์ํฉ์ ์ง๋ฉดํ๋ค. ๊ธฐ์กด์๋ ๋ฌด์์์ ์ธ ๋๊ท๋ชจ ์คํฌ๋ฆฌ๋ ์คํ์ ์์กดํ๋๋ผ ์์ต ์์ ๋น์ฉ๊ณผ ์๊ฐ์์ ์๊ฐ์ด ์์๋์๋ค. ํ์ง๋ง NCES ํ๋ ์์ํฌ๋ฅผ ๊ฐ๋ํ๋ฉด ์ธํฌ์ฃผ ํน์ด์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ถ์ํ์ฌ ์์ธํฌ ์ฌ๋ฉธ์ ๊ฐ์ฅ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ 10~20๊ฐ์ ํต์ฌ ํ์ ์ ์ ์๋ฅผ ๋จ ๋ฉฐ์น ๋ง์ ํ๋ณด๊ตฐ์ผ๋ก ์์ถํ ์ ์๋ค. ์ด๋ก์จ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๊ณ ๋น์ฉ ์คํ์ ์ต์ํํ๊ณ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๋์ ํ๊ฒ์ ์ญ๋์ ์ง์คํ๊ฒ ๋๋ค. ๋์๊ฐ, ์ ์ฝ ์ฐ์ ์์๋ ๋๋ฐ ์ง๋จ(Companion Diagnostics) ๋ฐ์ด์ค๋ง์ปค ๊ฐ๋ฐ๊ณผ ์ฐ๊ณํ์ฌ ํน์ ์ ์ ์ ๋คํธ์ํฌ๊ฐ ํ์ฑํ๋ ํ์๊ตฐ์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ ๋ณํ๋ ์์ ๋์์ธ์ ์ค๊ณํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ์ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๋ํญ ๋์ด์ฌ๋ฆด ์ ์๋ค. ๋ณธ ๊ธฐ์ฌ๋ PubMed ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ๊ฒ์ ์คํฌ์ ํ์ฉํ์ฌ ์์งํ ํ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์์ฑ๋๋ค. ์ฐธ๊ณ ๋ ผ๋ฌธ URL
Nature๐ค AI ์์ฝ์ ์ ์์ ๋ณ์ ๊ธฐ๋ก ํตํฉํ ๋ฒ ์ด์ง์ AI ๋ชจ๋ธ, 300์ฌ ์ง๋ณ์ ํ์ ๊ถค์ ์์ธกํ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ: ๋จํธ์ ์ง๋จ์ ๊ฐํ ์ง๋ณ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ํ๊ณ ํ์๊ฐ ๋ณ์์ ๋ฐฉ๋ฌธํ๋ฉฐ ๋จ๊ธฐ๋ ์ ์์๋ฌด๊ธฐ๋ก(Electronic Health Records, EHR)์ ๊ฐ์ธ์ ๊ฑด๊ฐ ์ํ ๋ณํ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ์ค์ํ ๋จ์์ด์ง๋ง, ์ง๊ธ๊น์ง๋ ํน์ ์์ ์ ๋จํธ์ ์ธ ์ง๋จ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ ๋ฐ ๊ทธ์ณค๋ค. ๊ธฐ์กด์ ์ง๋ณ ์ํ ์์ธก ๋ชจ๋ธ ์ญ์ ํ๊ณ๋ฅผ ์ง๋๋ค. ์ฌํ๊ด ์งํ ์ํ์ ํ๊ฐํ๋ ํ๋ ์ฝํธํธ ๋ฐฉ์ ์(Pooled Cohort Equations, PCE)์ด๋ ์ ๋ฐฉ์ ๋ฐ์๋ฅ ์ ์ฐ์ถํ๋ ๊ฒ์ผ(GAIL) ๋ชจ๋ธ ๋ฑ์ ๋๊ฐ ๋จ์ผ ์ง๋ณ์ ๋ฐ์ ์ฌ๋ถ๋ง์ ๋ ๋ฆฝ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ ๋ฟ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ธ์ฒด์์ ์ฌ๋ฌ ์ง๋ณ์ ์๋ก ์ฝํ์ ๋ฐ์ํ๋ฉฐ, ์๊ฐ ๊ฒฝ๊ณผ์ ๋ฐ๋ผ ๋์ ์ผ๋ก ๋ณํํ๊ธฐ ๋ง๋ จ์ด๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ํ์์ ํ๊ณ ๋ ์ ์ ์ ์ํ์ ๋ํ๋ด๋ ๋ค์์ ์ ์ ์(Polygenic Risk Scores, PRS)๊น์ง ๊ฒฐํฉํด ์ฅ๊ธฐ์ ์ธ ์ง๋ณ ํ๋ฆ์ ์์ธกํ๋ ค๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ง์๋์ผ๋, ๋ณต์กํ ์์ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐํ๊ธฐ๋ ์ฝ์ง ์์๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ: 68๋ง ๋ช ๋ฐ์ดํฐ๋ก ์ค๊ณํ ๋์ ์ง๋ณ ์์ธก AI ๋ชจ๋ธ ๋ฏธ๊ตญ ๋งค์ฌ์ถ์ธ์ธ ์ข ํฉ๋ณ์(Massachusetts General Hospital, MGH)๊ณผ ๋ค๋ํ๋ฒ ์์ฐ๊ตฌ์(Dana-Farber Cancer Institute)๋ฅผ ๋น๋กฏํ ํ๋ฒ๋ ์๋ ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด๋ฌํ ๋์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํด ์๋ก์ด ๋์ ๋ฒ ์ด์ง์ ์์ฑ ํ๋ ์์ํฌ์ธ '์๋ผ๋๋๋ฆฌ(ALADYNOULLI)'๋ฅผ ๊ณต๊ฐํ๋ค. ์๋ผ๋์ ์์ ๋จํ์ ์ํ์ ์ผ์ฝํ ๋ฒ ๋ฅด๋์ด์ ์ด๋ฆ์์ ์ ๋ํ ์ด ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(Artificial Intelligence, AI) ๋ชจ๋ธ์ ์ข ๋จ์ EHR๊ณผ PRS๋ฅผ ๊ฒฐํฉํด ํ์์ ๊ฑธ์น ์ง๋ณ ์ํ ๋ณํ๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ชจ์ฌํ๋ค. ํต์ฌ์ ์๊ฐ์ ํ๋ฆ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ง๋ณ ๋ฐ์ ์์์ ์ํ์ ์ผ๋ก ๋ถ๋๋ฝ๊ฒ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๊ฐ์ฐ์์ ํ๋ก์ธ์ค ์ฌ์ ํ๋ฅ (Gaussian process priors)์ ๋์ ์ด๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ ์๊ตญ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ(UK Biobank), MGB, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฏธ๊ตญ ๊ตญ๋ฆฝ๋ณด๊ฑด์์ '์ฌ์ค๋ธ์ด์ค(All of Us)' ์ฝํธํธ์์ ์์งํ 68๋ง 3,000๋ช ์ด์์ ๋๊ท๋ชจ ๋ค์ธ์ข ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํด ๋ชจ๋ธ์ ๊ฒ์ฆํ๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ, ์๋ผ๋๋๋ฆฌ๋ ์, ์ฌํ๊ด, ์ ์ ์งํ ๋ฑ 300์ฌ ๊ฐ์ง ์ง๋ณ ์์ญ์์ ๊ธฐ์กด์ ํ์ค ์ํ ์ ์์ธ PCE, QRISK3, PREVENT ๋ชจ๋ธ๋ณด๋ค ํ์ธต ์ ๊ตํ ๋จยท์ฅ๊ธฐ ์ํ ํ๋ณ ์ฑ๋ฅ์ ๋ฐํํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ์ธ๋๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋จ์ผ ์ง๋ณ ์ค์ฌ์ ๊ธฐ์กด ์ ์ฅ์ ์ ์ฒด ์ฐ๊ด์ฑ ๋ถ์(Genome-Wide Association Study, GWAS)์์ ๋๋ฝ๋๊ธฐ ์ฌ์ ๋ ์๋ก์ด ์ ์ ์ ์์ญ๊น์ง ํ์ํด๋๋ค๋ ์ ์ ์ฃผ๋ชฉํ ๋งํ ๋๋ชฉ์ด๋ค. ์ด ํ๋ ์์ํฌ๋ ๋์ผํ ์ง๋ณ ์ง๋จ์ ๋ฐ์ ํ์ ์ง๋จ ๋ด๋ถ์์ ์๋ฌผํ์ ์ผ๋ก ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ธ๋ถ ํ์ ์ ํ์ ๊ตฌ๋ณํด๋ด๋ ๋ฐ๋ ์ฑ๊ณตํด ์ ๋ฐ ์ง๋จ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ํ ๋จ๊ณ ๋์ด์ฌ๋ ธ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง: ํ์์ ์ง๋ณ ์ง๋ ์์ฑ ์ํด ํด๊ฒฐํด์ผ ํ ๊ณผ์ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์๋ฃ์ง์ด ํ์๋ฅผ ํน์ ์ง๋ณ์ ์ ๋ฌด๋ก๋ง ํ๋จํ์ง ์๊ณ ์์ ์ ๋ฐ์ ์ ๊ธฐ์ ์ธ ์ง๋ณ ๋ฐ๋ฌ ๊ถค์ ์ผ๋ก ํ์ ํ ์ ์๋ ๊ธธ์ ์ด์๋ค. ์ด๋ฌํ ํ์ ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ๋ ์๋ฐฉ ์ํ์ ์์ค์ ํฌ๊ฒ ๊ฒฉ์์ํฌ ์๋๋ ฅ์ด ๋ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ค๋ง ํ์์ ์์ ๋ณด์ํด์ผ ํ ๊ณผ์ ์ญ์ ๋๋ ทํ๋ค. ๋๋ค์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ด์ค๋ฑ ํฌ๊ฐ ์ ๋ฝ๊ณ ์ธ๊ตฌ์ ์น์ฐ์ณ ์์ด, ์ธ์ข ์ ๋ค์์ฑ์ด ๋ถ์กฑํ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ํ์ตํ AI๊ฐ ์์์์ธ์ ๋น๋กฏํ ํ ์ธ์ข ์๊ฒ๋ ๋์ผํ๊ฒ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ ๋ผ ์ ์์์ง๋ ๋ถํ์คํ๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ํฅํ ๋ค์ํ ๋ค์ธ์ข ์ฝํธํธ๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ํ ์ถ๊ฐ ์ ํจ์ฑ ๊ฒ์ฆ์ด ์๊ตฌ๋๋ ์์ ์ด๋ค. ์์ธ๋ฌ ์๋ฃ ํ์ฅ์์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์ ๋ ฅ๋๋ ๋ณต์กํ ๋ณ์ ๊ธฐ๋ก์ ์ ์ํ ์ ์ ํ๊ณ ๊ฐ์ธ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ณดํธํ๋ฉด์ AI ๋ชจ๋ธ๊ณผ ์ฐ๋ํ ์ ์๋ ์์คํ ์ธํ๋ผ ๊ตฌ์ถ์ด ๋ค๋ฐ๋ผ์ผ ํ ๊ฒ์ด๋ค.
๐ก ์๋ผ๋๋๋ฆฌ๊ฐ ์ ์ํ๋ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ์ค์ ์์ ํ์ฅ๊ณผ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ ์ฐ์ ์ ์งํ์ ๋ฐ๊ฟ ์ ์ฌ๋ ฅ์ ํ๊ณ ์๋ค. ์ฐ์ ์ผ์ ๋ณ์์์๋ ํ์์ ์ ์ ์ ๊ฒ์ฌ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋์ ๋ ์ง๋ฃ ๊ธฐ๋ก์ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ฅ๊ธฐ์ ์ธ ๋๋ฐ ์งํ์ ์ฐ์์ ๋ฐ์ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ฌ์ ์ ์์ธกํ์ฌ ์ต์ ํ ์ ์๋ค. ๊ฐ๋ น ์ 2ํ ๋น๋จ๋ณ ์ง๋จ์ ๋ฐ์ ํ์๊ฐ ํฅํ ์ฌํ๊ด ํฉ๋ณ์ฆ์ด๋ ์ ์ฅ ์งํ์ผ๋ก ์ดํํ ํ๋ฅ ์ ๊ถค์ ์ ์ฐ๋ น๋๋ณ๋ก ์๊ฐํํด ๋ณด์ฌ์ค์ผ๋ก์จ ์ง์ค ์น๋ฃ ๋์์ ์ ๋ณํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ ์ฝ ์ฐ์ ๋ถ์ผ์์๋ ์์์ํ ๋์์๋ฅผ ๋ชจ์งํ ๋ ์ง๋ณ์ ํน์ ํ์ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๊ฒช์ ํ๋ฅ ์ด ๋์ ๊ณ ์ํ๊ตฐ ํ์๊ตฐ์ ์ ๊ตํ๊ฒ ๋ชจ์ผ๋ ํ๋ถํ(Enrichment) ์ ๋ต์ ์ด ๊ธฐ์ ์ ์ ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ด๋ก์จ ์์ ์ํ์ ๋ถํ์ค์ฑ์ ๋ฎ์ถ๊ณ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ ๊ธฐ๊ฐ๊ณผ ๋น์ฉ์ ์ง์ ์ ์ผ๋ก ๋จ์ถํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.
Nature Medicine๐ค AI ์์ฝ์ค๋ช ๊ฐ๋ฅํ AI ๋ชจ๋ธ COMPASS, ์์ข ์ฅ๋ฒฝ ๋์ด ๋ฉด์ญํญ์์ ๋ฐ์ ์์ธกํ๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ์ต์ ์ ์ ํ๊ณ์ ์ฅ๋ฒฝ ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ์ต์ ์ (Immune Checkpoint Inhibitor, ICI) ์น๋ฃ๋ ํ์ ๋ณธ์ธ์ ๋ฉด์ญ๊ณ๋ฅผ ํ์ฑํํด ์์ธํฌ๋ฅผ ๊ณต๊ฒฉํ๋ฏ๋ก ์ ์น๋ฃ ํจ๋ฌ๋ค์์ ๋ฐ๊ฟจ๋ค. ์ผ๋ถ ํ์์์ ์ฅ๊ธฐ ์์กด์ ์ ๋ํ๋ ๋์ ํจ์ฉ์ฑ์ ๋ณด์์ผ๋, ์ค์ ๋ฐ์ํ๋ ํ์๋ 20~30% ์์ค์ ๋ถ๊ณผํ ํ๊ณ๊ฐ ์กด์ฌํ๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์น๋ฃ ์ ์ฝ๋ฌผ ๋ฐ์ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ์์ธกํ ์์ฒดํ์ง์(Biomarker) ๋ฐ๊ตด์ด ์๊ธํ ๊ณผ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด์๋ ์ข ์๋ณ์ด๋ถํ(Tumor Mutational Burden, TMB)๋ PD-L1 ๋ฐํ์จ ๋ฑ์ ์์ธก ๋๊ตฌ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ด ์งํ๋ค์ ์์ข ์ด๋ ์ฝ๋ฌผ ์ข ๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ ํ๋๊ฐ ์ผ๊ด๋์ง ์๋ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์์ข ๋ง๋ค ์ข ์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒฝ๊ณผ ๋ฉด์ญ ๋ฐ์ ์กฐ์ ๊ธฐ์ ์ด ๋งค์ฐ ๋ค๋ฅด๊ณ ๋ณต์กํด์๋ค. ๊ฒฐ๊ตญ ๊ฐ๋ณ ์ ์ ์ฒด ํน์ฑ์ ํตํฉ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ฉด์๋ ์์ข ์ ๊ด๊ณ์์ด ์๋ํ๋ ๋ฒ์ฉ์ ์์ธก ๋ชจ๋ธ์ ํ๋ฆฝ์ด ์๊ตฌ๋๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ 44๊ฐ์ง ๋ฉด์ญ ๊ฐ๋ ์ผ๋ก ํฌ๋ช ํด์ง AI ์์ธก ๊ฒฝ๋ก ํ๋ฒ๋ ์๊ณผ๋ํ(Harvard Medical School) ๋ง๋ฆฐ์นด ์งํธ๋(Marinka Zitnik) ๊ต์ํ์ ๋ก์(Roche)์ ๊ณต๋์ผ๋ก ์์ข ์ด๋ ์น๋ฃ์ ์ข ๋ฅ์ ๊ด๊ณ์์ด ์น๋ฃ ๋ฐ์์ ์์ธกํ๋ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(AI) ๊ธฐ์ด ๋ชจ๋ธ 'COMPASS'๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ตญ์ ํ์ ์ง '๋ค์ด์ฒ ๋ฉ๋์ (Nature Medicine)'์ ๋ฐํ๋๋ค. ๋ชจ๋ธ์ ์ข ์ ์ ์ ์ ๋ฐํ ๋ฐ์ดํฐ(Bulk Tumor Transcriptome)๋ก ๋ฐ์์ ๋ถ์ํ๋ ์๋ฆฌ๋ค. COMPASS๋ ๋ธ๋๋ฐ์คํ AI์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋๊ณ ์ '๊ฐ๋ ๋ณ๋ชฉ ํธ๋์คํฌ๋จธ(Concept Bottleneck Transformer)' ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ ์ฉํ๋ค. ์ ๋ ฅ๋ ํ์์ ์ ์ฌ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์์ ๋ฉด์ญ์ธํฌ ์ํ, ์ธํฌ ๊ฐ ์ํธ์์ฉ, ์ ํธ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก ๋ฑ 44๊ฐ์ง ์๋ฌผํ์ ๋ฉด์ญ ๊ฐ๋ ์ ์๋ฅผ ๋จผ์ ๋์ถํ๋ค. ์ดํ ์ด ์์น๋ค์ ์กฐํฉํด ์ต์ข ๋ฐ์ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ ํ๋ฆ์ด๋ค. ๋๋ถ์ ์๋ฃ์ง์ ์์ธก์ ์๋ฌผํ์ ๊ทผ๊ฑฐ๋ฅผ ํฌ๋ช ํ๊ฒ ํ์ธํ ์ ์๋ค. 22๊ฐ์ง ๊ธฐ์กด ๋ชจ๋ธ ์๋ํ ๋ฒ์ ์์ธก ์ฑ๋ฅ ์ฐ๊ตฌํ์ ์์ ์ ์ฒด์ง๋(The Cancer Genome Atlas, TCGA)์ 33๊ฐ ์์ข , 1๋ง 184๊ฐ ์ข ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ๋ชจ๋ธ์ ํ์ต์์ผฐ๋ค. ์ด์ด์ 7๊ฐ ์์ข , 6๊ฐ์ง ๋ฉด์ญ์น๋ฃ๋ฒ์ด ํฌํจ๋ 16๊ฐ ๋ ๋ฆฝ ์์ ์ฝํธํธ์์ ๊ฒ์ฆ์ ๊ฑฐ์ณค๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ COMPASS๋ ๊ธฐ์กด ์์ธก๋ฒ 22์ข ๋ณด๋ค ํ๊ท ์ ํ๋๋ฅผ 8.5% ๋์ด์ฌ๋ ธ๋ค. ์ ๋ฐ๋-์ฌํ์จ ๊ณก์ ์๋ ๋ฉด์ (Area Under the Precision-Recall Curve, AUPRC) ์ญ์ ๊ธฐ์กด ๋ชจ๋ธ ๋๋น 15.7% ์์นํ ์์น๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ํตํฉ ๋ถ์์ด ์ด์ด์ ํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ์ ์ ๊ธฐ์ ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋จ์ผ ํ์ง์์ ์์กดํ๋ ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ณ ์ข ์๊ณผ ๋ฉด์ญ๊ณ ์ํธ์์ฉ์ ์์ฐ๋ฅด๋ ์๋ก์ด ๊ธธ์ ๊ฐ์ฒํ ์ฑ๊ณผ๋ค. ๋ชจ๋ธ์ ํ์ต ๊ณผ์ ์์ ๋ ธ์ถ๋์ง ์์๋ ํฌ๊ท ์์ข ์ด๋ ์ ๊ท ์น๋ฃ๋ฒ ์กฐ๊ฑด์์๋ ์์ ์ ์์ธก๋ ฅ์ ์ ์งํด ๋์ ๋ฒ์ฉ์ฑ์ ์ ์ฆํ๋ค. 44๊ฐ์ง ๋ฉด์ญ ๊ฐ๋ ์ ์๋ก ํ์๋ณ ์ฝ๋ฌผ ์ ํญ ์์ธ์ ์์ธํ ์ ์ํ๋ ๋ฅ๋ ฅ๋ ๊ฐ์ ์ด๋ค. ๋ค๋ง ์์ ํ์ฅ์ ์ ๋ฉด ๋์ ๋๋ ค๋ฉด ๊ณผ์ ๊ฐ ๋จ์๋ค. COMPASS๊ฐ ๋ค์ ์ฝํธํธ์์ ์ฐ์ํ ์ฑ์ ์ ๋์ผ๋, ์ค์ ์น๋ฃ ๋ฐฉ์นจ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ๋๊ตฌ๋ก ์์ฐฉํ๋ ค๋ฉด ์ ํฅ์ ์์์ํ์ผ๋ก ์ ํจ์ฑ์ ์ค์ฆํด์ผ ํ๋ค. ํ์ ์ข ์์ ์ ์ฌ์ฒด ๋ถ์์ ์์๋๋ ์๊ฐ๊ณผ ๋น์ฉ๋ ํด๊ฒฐํ ์ฅ๋ฒฝ์ด๋ค. ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ์ ๊ทผ์ฑ์ ๋ํ๊ณ ๋ถ์ ๊ณผ์ ์ ๊ฐ์ํํ๋ค๋ฉด ๋ง์ถคํ ์ ๋ฐ ์๋ฃ์ ํต์ฌ ์ด์ ๊ฐ ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
๐ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ ์ฑ๊ณผ๋ ์๋ฃ ํ์ฅ๊ณผ ์ ์ฝ ์ฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ง์ ์ ์ฉ๋ ์ ์๋ ์ค์ง์ ๊ฐ์น๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ฐ์ฅ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์ ์ฉ ์๋๋ฆฌ์ค๋ ์ ์ฝ ์์์ํ์ ํจ์จํ๋ค. ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ์ฌ๋ค์ ์์์ํ ์ค๊ณ ์ ์น๋ฃ์ ์ ๋ฐ์ํ ํ๋ฅ ์ด ๋์ ํ์๊ตฐ๋ง์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์คํฌ๋ฆฌ๋ํ์ฌ ๋ฑ๋ก์ํด์ผ๋ก์จ ์์ ์ํ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๋์ผ ์ ์๋ค. ์ด๋ ์์ฒ์ต ์์ ๋ฌํ๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ ๋น์ฉ์ ์ ๊ฐํ๊ณ ๊ฐ๋ฐ ๊ธฐ๊ฐ์ ๋จ์ถํ๋ ์ง์ ์ ์ธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก ์ด์ด์ง๋ค. ๋ํ ์์ ํ์ฅ์์ ๊ฐ์ธ ๋ง์ถคํ ๋ณ์ฉ ์๋ฒ์ ์ฒ๋ฐฉํ๋ ๋ฐ ์ค์ํ ๋จ์๊ฐ ๋๋ค. ๋ง์ฝ ํ์์ COMPASS ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์์ TGF-ฮฒ ์ ํธ์ ๋ฌ์ด ํ์ฑํ๋์ด ๋ฉด์ญํญ์ ๋ฐ์์ฑ์ด ๋ฎ๋ค๊ณ ๋ํ๋๋ฉด, ์๋ฃ์ง์ ๋ฉด์ญ๊ด๋ฌธ์ต์ ์ ์ ๋ํด TGF-ฮฒ ์ต์ ์ ๋ฅผ ํจ๊ป ํฌ์ฌํ๋ ๋ณ์ฉ ์น๋ฃ๋ฒ์ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ณํํ ์ ์๋ค. ์น๋ฃ ์์ธก์ ๋ฐ๋ผ ๋ฐ์ํ์ง ์์ ํ์๋ค์ ์กฐ๊ธฐ์ ์ ๋ณํ๋ฉด ๋ฌด์๋ฏธํ ์ฝ๋ฌผ ํฌ์ฌ๋ก ์ธํ ๋ ์ฑ ๋ถ์์ฉ์ ํผํ ์ ์์ด ํ์์ ์ถ์ ์ง์ ์งํค๊ณ ๊ตญ๊ฐ ๊ฑด๊ฐ๋ณดํ ์ฌ์ ๋ฐ ํ์ ๊ฐ์ธ์ ์๋ฃ๋น ๋ถ๋ด์ ์ค์ด๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณ๋๋ค.
- MedComm๐ค AI ์์ฝ
์ ์ ์ ํธ์ง ๋๊ตฌ๋ ์ฑ์ํ๋ค โ ์ ๋ฌ ์์คํ ์ด ์น๋ฃ์ ์์์ ๋ณ๋ชฉ์ ํ๊ณ ์๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ์ ์ ์ ํธ์ง ๊ธฐ์ ์ ์ง๋ 20๋ ๊ฐ ๋น์ฝ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ ํ๋ค. ์์ฐ ์๊ฐ๋ฝ ๋ดํด๋ ์ด์ค(ZFN)์ ํ๋ (TALEN)์ ๊ฑฐ์ณ CRISPR-Cas ์์คํ ์ด ๋ฑ์ฅํ๊ณ , ์ดํ ์ผ๊ธฐ ํธ์ง๊ธฐ(base editor)์ ํ๋ผ์ ํธ์ง๊ธฐ(prime editor)๊น์ง ๋๊ตฌ ์์๊ฐ ๋์ด์ก๋ค. DNA๋ฅผ ์ํ๋ ์์น์์ ์๋ฅด๊ฑฐ๋ ๊ณ ์น๋ ๋ฅ๋ ฅ ์์ฒด๋ ์ด๋ฏธ ์ถฉ๋ถํ ์์ค์ ๋๋ฌํ ์ ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์คํ์ค์์ ์ฆ๋ช ๋ ํธ์ง ๋ฅ๋ ฅ์ด ๊ณง๋ฐ๋ก ํ์ ์น๋ฃ๋ก ์ด์ด์ง์ง๋ ์๋๋ค. ํธ์ง ๋๊ตฌ๋ฅผ ํ์ ์ธํฌ๊น์ง ์์ ํ๊ณ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ ๋ฌํ๋ ๊ฒ์ด ์ฌ์ ํ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋๊ด์ผ๋ก ๋จ์ ์๋ค. ํน์ ์กฐ์ง์๋ง ์ ํ์ ์ผ๋ก ๋๋ฌํด์ผ ํ๊ณ , ๋ฉด์ญ ๋ฐ์์ ์ต์ํํด์ผ ํ๋ฉฐ, ๋๋ ์์ฐ๊น์ง ๊ฐ๋ฅํด์ผ ํ๋ค๋ ์กฐ๊ฑด์ด ๊ฒน์น๋ฉด ๋ฌธ์ ์ ๋ณต์ก๋๋ ํ์ธต ๋์์ง๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ์ด๋ฒ ๋ฆฌ๋ทฐ๋ ํ์ฌ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ ๋ฌ ์์คํ ์ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ฑ๊ณผ ๋น๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ฑ์ผ๋ก ๋๋์ด ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ๋ฆฌํ๋ค. ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ฒกํฐ ์ค์์๋ ์๋ฐ๋ ธ์ฐ๊ด๋ฐ์ด๋ฌ์ค(AAV)๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฐ์ธ๋ค. ํน์ ์ฅ๊ธฐ์์ ์ง์์ ์ธ ํธ์ง ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ์ง๋ง, ์ฝ 4.7 kb์ ๋ถ๊ณผํ ์ ์ฌ ์ฉ๋, ๋ฉด์ญ์์ฑ, ๋ณต์กํ ์ ์กฐ ๊ณต์ ์ด ๋ฐ๋ชฉ์ ์ก๋๋ค. ๋ํ ํธ์ง ๋๊ตฌ๋ฅผ ๋ด๊ธฐ ์ด๋ ต๊ณ , ๋ฐ๋ณต ํฌ์ฌ ์ ์คํํญ์ฒด๊ฐ ํจ๋ฅ์ ๋จ์ด๋จ๋ฆฐ๋ค. ๋น๋ฐ์ด๋ฌ์ค ํ๋ซํผ์์๋ ์ด์จํ ์ง์ง๋๋ ธ์ ์(ionizable LNP)๊ฐ ์ ๋์ ์ ์๋ค. ๊ฐ ํ์ ์์์ํ์์ ๋จํ ํฌ์ฌ๋ง์ผ๋ก ๋จ๋ฐฑ์ง ๋ฐํ์ 93%๊น์ง ์ต์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ณด๊ณ ๋๋ค. mRNA ๊ธฐ๋ฐ ํธ์ง ๋๊ตฌ๋ฅผ ์ผ์์ ์ผ๋ก ๋ฐํ์ํค๋ ๋ฐฉ์์ด๋ผ ๋ฒกํฐ๊ฐ ์ฒด๋ด์ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ ์๋ฅํ์ง ์๋ ๊ฒ๋ ์ด์ ์ด๋ค. ๋ฐ์ด๋ฌ์ค ๋ชจ๋ฐฉ ๋๋ ธ์์คํ , ์ธํฌ ์ ๋ ์ธํฌ์ธ์ํฌ(extracellular vesicle), ์ธํฌํฌ๊ณผ ํฉํ์ด๋(CPP), ์๊ทน ๋ฐ์ํ ๋ค๊ธฐ๋ฅ ์ค์บํด๋ ๊ฐ์ ์ ๊ท ํ๋ซํผ๋ ์์ ๋ฑ์ฅํ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ค์ ๊ฐ ์ด์ธ์ ์กฐ์ง์ ๊ฒจ๋ฅํ๊ฑฐ๋, ํธ์ง ๋๊ตฌ์ ์ผ์์ ๋ฐํ๊ณผ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๊ฐ๋ฅํ ํ์ ํ๋ฅผ ๋์์ ๊ตฌํํ๋ ค๋ ์๋๋ค. ์ ๋ฌ ๋ฒกํฐ ์ต์ ํ ์๋ ์ญ์ ๋นจ๋ผ์ก๋ค. ๊ณ ์ฒ๋ฆฌ๋ ๋ฐ์ฝ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋๊ณผ ๋จธ์ ๋ฌ๋์ ๊ฒฐํฉํด ์์ฒ ์ข ์ ํ๋ณด ๋ฒกํฐ๋ฅผ ๋์์ ํ๊ฐํ๊ณ , ์ ํจํ ์กฐํฉ์ ์ ์ํ ์ ๋ณํ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ด ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ก์๊ฐ๊ณ ์๋ค. ํ์ด๋ก๋ ์์ฒด์ ํํ์ ๋ณํ์ ๋์ ํด ์ฒด๋ด ์์ ์ฑ๊ณผ ์กฐ์ง ํน์ด์ฑ์ ๋์ด๋ ์ ๋ต๋ ๋ณํ๋๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ ์ ์ ํธ์ง ์น๋ฃ์ ์ ์์ ํ์ฅ์ ๊ฒฐ๊ตญ ์ ๋ฌ ๊ธฐ์ ์ ์ฑ์๋์ ๋ฌ๋ ค ์๋ค. LNP ๊ธฐ๋ฐ ๊ฐ ํ์ ํธ์ง์ ์ด๋ฏธ ์ ์๋ฏธํ ์์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ๋ณดํ๊ณ , ๊ฐ ์งํ ์์ญ์์๋ ์์ฉํ ๊ฐ์๊ถ์ ์ง์ ํ๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๋จ์ ๊ณผ์ ๋ ๊ฐ ์ธ ์กฐ์ง์ด๋ค. ๋, ๊ทผ์ก, ํ ๋ฑ ๋ค์ํ ์ฅ๊ธฐ๋ก ์ ๋ฌ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ํ๋ ค๋ฉด ์๋ก์ด ํ์ ํ ์ ๋ต๊ณผ ๋ฉด์ญ ํํผ ๊ธฐ์ ์ด ๋ท๋ฐ์นจ๋ผ์ผ ํ๋ค. ์ธํฌ์ธ์ํฌ๋ ์๊ทน ๋ฐ์ํ ์ค์บํด๋๊ฐ ์ด ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ ๋ฉ์ธ ํ๋ณด๋ก ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ์ง๋ง, ๋๋ถ๋ถ ์ ์์ ๋จ๊ณ์ ๋จธ๋ฌผ๋ฌ ์์ด ์์ ๊ฒ์ฆ๊น์ง๋ ์๊ฐ์ด ๊ฑธ๋ฆด ์ ๋ง์ด๋ค. ๋จธ์ ๋ฌ๋ ๊ธฐ๋ฐ ๋ฒกํฐ ์ค๊ณ๊ฐ ์ด ๊ณผ์ ์ ์ผ๋ง๋ ๋จ์ถํ ์ ์์์ง๊ฐ ํฅํ ํต์ฌ ๋ณ์๋ค.
๐ก ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ๋ ์ ์ ์ ํธ์ง ์น๋ฃ์ ๊ฐ๋ฐ์ฌ์๊ฒ ์ ๋ฌ ํ๋ซํผ ์ ํ์ ์ค๋ฌด ๊ธฐ์ค์ ์ ์ํ๋ค. ๊ฐ ์งํ์ด ํ์ ์ด๋ผ๋ฉด LNP๊ฐ ์์ ๋ฐ์ดํฐ๊น์ง ๊ฐ์ถ ์ต์ฐ์ ์ต์ ์ด๊ณ , ๊ฐ ์ธ ์กฐ์ง์ ๊ฒจ๋ฅํ๋ค๋ฉด AAV์ ์ ์ฌ ํ๊ณ์ ๋ฉด์ญ์์ฑ์ ๊ฐ์ํ๊ฑฐ๋ ์ ๊ท ๋น๋ฐ์ด๋ฌ์ค ํ๋ซํผ์ ์ ์์ ๋ฐ์ดํฐ ์ถ์ ์ ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. ์ด ์์ฌ๊ฒฐ์ ๋ถ๊ธฐ๋ฅผ ๋ช ํํ ๋ณด์ฌ์ค ์ ์ด ์ค๋ฌด์ ๊ฐ์น๋ค. ๋ฐ์ฝ๋ ์คํฌ๋ฆฌ๋๊ณผ ๋จธ์ ๋ฌ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ๋ฒกํฐ ํ๋ณด ํ์ ๋น์ฉ์ ์ค์ฌ, ์๊ท๋ชจ ๋ฐ์ด์คํ ์์๋ ์์ฒด ์ ๋ฌ ๋ฒกํฐ๋ฅผ ์ต์ ํํ ์ ์๋ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ด๊ณ ์๋ค.
Nature Genetics๐ค AI ์์ฝ๋ฐ์ดํฐ ์์ฐ์์ ํ์ฅ ์ ์ฉ์ผ๋ก, ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ์์ ๋์ ์ ์ํ ๋ค ๊ฐ์ง ์ด์ ํ
๋ฐฐ๊ฒฝ ํ์ ๊ฐ๊ฐ์ธ์ ์ ์ ์ ยท๋ถ์์ ํน์ฑ์ ์ข ํฉ ๋ถ์ํด ์ต์ ์ ์น๋ฃ๋ฒ์ ์ฐพ์๋ด๋ ์ ๋ฐ์๋ฃ(Precision medicine)๊ฐ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋ฐ์ ํ๋ ์ถ์ธ๋ค. ์ ์ ์ฒด(Genomics), ์ ์ฌ์ฒด(Transcriptomics), ๋จ๋ฐฑ์ฒด(Proteomics), ๋์ฌ์ฒด(Metabolomics) ๋ฑ ๋ค์ํ ๋ถ์ ๊ณ์ธต ์ ๋ณด๋ฅผ ํตํฉ ๋ถ์ํ๋ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค(Multi-omics) ๊ธฐ์ ์ ์ง๋ณ์ ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๊ท๋ช ํ๋ ํต์ฌ ๋๊ตฌ๋ก ํ๊ฐ๋ฐ๋๋ค. ์ต๊ทผ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ์ด ์ฑ์ํ๋ฉด์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ ๋น์ฉ ๋ํ ์์ ๋ณด๋ค ๋ํญ ๋ฎ์์ก๋ค. ํ์ง๋ง ํ๊ณ์ ์ฑ๊ณผ์ ๋ฌ๋ฆฌ ์ค์ ์๋ฃ ํ์ฅ์์ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค๋ฅผ ๋์ ํ๋ ๊ณผ์ ์๋ ์ฌ์ ํ ๋์ ์ง์ ์ฅ๋ฒฝ์ด ์กด์ฌํ๋ค. ํ์ฌ ๋ณ์ ์ง๋จ ์์คํ ์ ๋จ์ผ ์ ์ ์ ๊ฒ์ฌ์ฒ๋ผ ๋จํธ์ ์ธ ์์น ํ์ธ์ ๋ง์ถฐ ๊ตฌ์ถ๋ ํ์ด๋ค. ๊ฐ๋ณ ์๋ฃ๊ธฐ๊ด์ด ์ง๋ ๊ธฐ์กด ์ธํ๋ผ๋ง์ผ๋ก๋ ๋๊ท๋ชจ ๋ค์ค๋ถ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์คํํ๊ณ ํด์ํ๊ธฐ๊ฐ ๋ถ๊ฐ๋ฅ์ ๊ฐ๊น๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ์์ฐ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๋์ด ์ค์ ํ์ ์ง๋ฃ์ ์ด๋ฅผ ์ ์ฉํ๊ธฐ ์ํ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ ๋ง๋ จ์ด ์๊ตฌ๋๋ ์ด์ ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ ๊ตญ์ ํ์ ์ง ๋ค์ด์ฒ ์ ๋คํฑ์ค(Nature Genetics)์ ์ค๋ฆฐ ์ด ๊ด์ (Perspective) ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๊ธฐ์ ์ ์์ ์ ์ฉ์ ๊ฐ๋ก๋ง๋ ๋ณ๋ชฉ ํ์์ ํด์ํ ๊ตฌ์ฒด์ ๋ก๋๋งต์ ์ ์ํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์นดํ๋ฅด์ ๋ฐ๋ณด๊ฑด์ฐ๊ตฌ์(Qatar Precision Health Institute, QPHI)๋ฅผ ๋น๋กฏํ ์ธ๊ณ์ ์ ๋ฐ์๋ฃ ํ๋ก์ ํธ์ ์ด์ ๊ฒฝํ์ ๋ฐํ์ผ๋ก ๋ถ์ ์ ๋จ๊ณ, ์ ๋ณดํ ๊ณ์ฐ, ๊ท์ ๋ฐ ์ค๋ฆฌ๋ผ๋ ๋ค ๊ฐ์ง ํต์ฌ ์์ญ์ ํด๊ฒฐ์ฑ ์ ๊ณต์ํํ๋ ๋ฐ ์ฃผ๋ ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค. ๋ค์ฐจ์ ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ฒฐํฉ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ํ๋ฅ ์ ๋ณ์๋ฅผ ์ ๋ฐ ํต์ ํด์ผ ํ๋ค๋ ์ทจ์ง๋ค. ์ ๋ขฐ์ฑ ํ๋ณด๊ฐ ํต์ฌ์ผ๋ก ๊ผฝํ๋ค. ํนํ ๋ถ์ ๋ฐ์ดํฐ์ ํตํฉ ๊ณผ์ ์์ ์ค๋ช ๊ฐ๋ฅํ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ(Explainable AI, XAI)์ ์ค์์ฑ์ด ๋น์ค ์๊ฒ ๋ค๋ค์ก๋ค. ๋ณต์กํ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ด๋ป๊ฒ ๋์ถ๋๋์ง ๊ท์ ๊ธฐ๊ด๊ณผ ์์์๊ฐ ํฌ๋ช ํ๊ฒ ๊ฒ์ฆํ ์ ์์ด์ผ ์๋ฃ ํ์ฅ์ ์ ๋ขฐ๋ฅผ ํ๋ํ ์ ์๋ ๊น๋ญ์ด๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ฐ์ดํฐ ์ ๋ขฐ๋๋ฅผ ๋์ด๊ธฐ ์ํด ๋ถ์ผ๋ณ ์ธ๋ถ ๋ฐฉ์์ ์๋ฆฝํ๋ค. ์ฒซ์งธ, ๋ถ์ ์ ๋จ๊ณ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฒ์ฒด ์์ง๊ณผ ๋ณด๊ด ๊ณผ์ ์ ํ์คํํด ๋ถ์ ๋ฐ์ดํฐ์ ์๊ณก์ ์ต์ํํด์ผ ํ๋ค. ๋์งธ, ๋ฐ์ดํฐ ๊ณ์ฐ ๋จ๊ณ์์๋ ์ด์ข ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํธํฅ ์์ด ํตํฉํ๋ ํ์ค ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ ์ฉํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ์ ์งธ, ๊ท์ ๊ธฐ๊ด์ ๋จ์ผ ๋ณ์ ์ค์ฌ์ ๊ธฐ์กด ์ธํ๊ฐ ์ฒด๊ณ ๋์ ๋ค์ฐจ์ ํ๋ฅ ๋ชจ๋ธ์ ์ต์ ํ๋ ์๋ก์ด ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ์ธ์์ผ ํ๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก, ์ค๋ฆฌ์ ์์ญ์์๋ ๋ถ์ ์ค ์ฐ์ฐํ ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ ์ด์ฐจ์ ๋ฐ๊ฒฌ(Incidental findings)์ ๊ณต์ ๊ธฐ์ค๊ณผ ๊ฐ์ธ ์ ์ ๋ณดํธ ๋์ฑ ์ ๋ช ํํ๊ฒ ๊ท์ ํ ๊ฒ์ ์ ์ํ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค๊ฐ ์คํ์ค ์์ค์ ๋ฒ์ด๋ ์ค์ ๋ณด๊ฑด์๋ฃ ์์คํ ๊ณผ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉํ๋ ์ ํ์ ์ด ๋ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ถ์ ๋น์ฉ ํ๋ฝ์ด ์ ๋ฐ์๋ฃ ๋์คํ๋ฅผ ๊ณง๋ฐ๋ก ๋ณด์ฅํ์ง๋ ์๋๋ค. ๊ทธ๋ ๊ธฐ์ ๋ณด๊ฑด ์์คํ ์ ๋ฐ์ ์ฒด์ง ๊ฐ์ ์ด ๋๋ฐ๋ผ์ผ ํ ๊ฒ์ด๋ค. ์์ธ๋ฌ ๋คํ์ ์ง๋ฃ ๋ชจ๋ธ์ ๋์ ํด ์๋ฃ์ง์ด ๋ณต์กํ ํ๋ฅ ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฌ๋ฐ๋ฅด๊ฒ ํด์ํ๊ณ ํ์์๊ฒ ์ค๋ช ํ๋๋ก ๋๋ ๊ต์ก ์ฒด๊ณ ๊ตฌ์ถ๋ ์๊ธํ๋ค. ๊ตญ๊ฐ ์์ค์ ๋๊ท๋ชจ ๋ฐ์ด์ค ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ซํผ ๊ฐ ์ํธ ์ด์ฉ์ฑ์ ํ๋ณดํ๋ ์ผ ์ญ์ ๋ฏธ๋ ์ ๋ฐ์๋ฃ ์์ฅ์ ์ฑํจ๋ฅผ ๊ฐ๋ฅผ ์์๋ค. ํ์คํ๊ฐ ๋๋ฝ๋๋ฉด ํน์ ์ธ์ข ์ด๋ ๊ตญ๊ฐ์ ํธํฅ๋ ์๋ฃ ์๋น์ค๊ฐ ์์ฐ๋ ์ฐ๋ ค๊ฐ ์๋ค. ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ์ง๋จ ๊ธฐ์ ์ด ์์ฉํ๋๋ ค๋ฉด ๊ท์ ๋น๊ตญ์ ์ ์ฐํ ์ธํ๊ฐ ์ ๋์ ๊ฑด๊ฐ๋ณดํ ์๊ฐ ์ง์ ๋ฐฉ์์ด ์กฐ์ํ ์ ๋ฆฝ๋ผ์ผ ํ๋ค๋ ์๊ฒฌ์ด ์ค๋๋ ฅ์ ์ป๊ณ ์๋ค.
๐ก ์ด ๋ก๋๋งต์ ์์ ํ์ฅ์์ ์ ํ์๋ ํฌ๊ท์งํ ํ์๋ฅผ ์น๋ฃํ ๋ ์ ์ฉํ๊ฒ ์ฐ์ผ ์ ์๋ค. ๊ฐ๋ น ๊ธฐ์กด์ ๋์์์ด(DNA) ์ผ๊ธฐ์์ด ๋ถ์๋ง์ผ๋ก๋ ํ์ ํญ์์ ์ ํญ์ฑ์ ์์ธ์ ์ฐพ์ง ๋ชปํ๋ ํ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ์ฌ์ฒด์ ๋จ๋ฐฑ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ฒฐํฉ ๋ถ์ํจ์ผ๋ก์จ ํน์ ์ฝ๋ฌผ ๋ด์ฑ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ฐํ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ํ์ธํด ๋์ ์น๋ฃ์ ๋ฅผ ์ฐพ์๋ด๋ ์์ด๋ค. ์ฝ๋ฌผ์ ์ ์ฒดํ(Pharmacogenomics, PGx) ๋ฐ์ดํฐ์ ๋์ฌ์ฒด ์คํฌ๋ฆฌ๋์ ์ฐ๊ณํ๋ฉด ํ์๊ฐ ํน์ ์ฑ๋ถ์ ๋ถ์์ฉ์ ๋ณด์ผ์ง ์ฌ๋ถ๋ฅผ ์ฒ๋ฐฉ ์ ์ ๋ฏธ๋ฆฌ ํ๋ณํ์ฌ ์๋ฃ ์ฌ๊ณ ๋ฅผ ์๋ฐฉํ๋ ์๋๋ฆฌ์ค๋ ํ์คํ๋ ์ ์๋ค. ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๋ค์ค์ค๋ฏน์ค ๊ธฐ๋ฐ์ ์์ ์์ฌ๊ฒฐ์ ์ง์ ์์คํ (Clinical Decision Support System, CDSS)์ด ๊ตฌ์ถ๋๋ค๋ฉด ์๋ฃ์ง์ ๊ฐ๋ณ ํ์ ๋ง์ถคํ ๋ณตํฉ ์น๋ฃ๋ฒ์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์ค๊ณํ๋ ์ ๋ฐ ์น๋ฃ๋ฅผ ๊ตฌํํ ์ ์๊ฒ ๋๋ค.
European journal of clinical microbiology & infectious diseases : official publication of the European Society of Clinical Microbiology๐ค AI ์์ฝ340์ข ์ ์ ์ฒด ๋น๊ต๋ก ์ํผ๋ฐํ ๋ฆฌ์ ์ ๊ฒฉ ํ์ง ์ ๋ณ, ์นด๋ฐํ๋ด ๋ด์ฑ๊ท ์น๋ฃ๋ฒ ์๋น๊ธด๋ค
๋ฐฐ๊ฒฝ ์นด๋ฐํ๋ด ๋ด์ฑ ์์๋คํ ๋ฐํฐ ๋ฐ์ฐ๋ง๋(Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii, CRAB)๋ ๊ธฐ์กด ํญ์์ ๋ก ์น๋ฃํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ด ๋ค์ ๋ด์ฑ๊ท ์ด๋ค. ๋ณ์ ๊ฐ์ผ์ ์ ๋ฐํ๋ฉฐ ์น๋ช ๋ฅ ์ด ๋์ ์ธ๊ณ๋ณด๊ฑด๊ธฐ๊ตฌ(WHO)๋ ์๊ธํ ๋์์ด ํ์ํ ๋ณ์๊ท ์ผ๋ก ๋ถ๋ฅํ๋ค. ์ต๊ทผ ํญ์์ ๋ด์ฑ ๊ทน๋ณต์ ์ํด ์ธ๊ท ์ ์ฃฝ์ด๋ ๋ฐ์ด๋ฌ์ค์ธ ๋ฐํ ๋ฆฌ์คํ์ง(Bacteriophage)๋ฅผ ์ฐ๋ ํ์ง ์๋ฒ์ด ๋์์ผ๋ก ๋ถ๊ฐ๋๋ ์ค์ด๋ค. ๋ค๋ง ์์์ ์ ํฉํ ๊ฐ๋ ฅํ๊ณ ์์ ํ ํ์ง๋ฅผ ์ฐพ๋ ์ผ์ ์ฝ์ง ์์๋ค. ์๋ง์ ํ์ง ์ค ์ฌ๋ฉธ ๋ฅ๋ ฅ์ด ์ฐ์ํ์ง, ๋ ์ฑ์ด๋ ๋ด์ฑ ์ ์ ์๊ฐ ์๋์ง ์ ๋ณํ ๋ช ํํ ๊ธฐ์ค์ด ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ธ๊ท ๋ฉด์ญ๊ณ๋ฅผ ๋ฌด๋ ฅํํ๋ ์ฑ๋ฅ๋ ์ ๊ฐ๊ฐ์ด๋ผ ์ ์ ์ฒด ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ๋ณ ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ด ํ์ํ๋ค. ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ์ง ์น๋ฃ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๋์ผ ๋ค๊ฐ์ ์ธ ์ ์ ์ฒด ํ๊ฐ ํ์ ๊ตฌ์ถํ๋ค. ํต์ฌ ๋ฐ๊ฒฌ 340์ข ์ ์ ์ฒด ๋๊ท๋ชจ ๋น๊ต ๋ถ์ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์์๋คํ ๋ฐํฐ ๋ฐํ ๋ฆฌ์คํ์ง 340์ข ์ ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ๋ถ์ํด ์งํ์ ํน์ฑ์ ๊ท๋ช ํ๋ค. ์กฐ์ฌ ๊ฒฐ๊ณผ ํ์ง ์ ์ ์ฒด ํฌ๊ธฐ๋ ์ฝ 20๋ฐฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๋ํ๋์ผ๋ฉฐ, ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ๊ตฌ์๋-์ํ ์ ๋น์จ(GC ํจ๋)์ด ๊ฐ์ํ๋ ์์ ์๊ด๊ด๊ณ(Rยฒ=0.139, ฯ=-0.630)๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ๊ณํต ๋ณต์ ๋ถ์์์๋ ํน์ ์ฐ์ ์ข ์์ด ์ฌ๋ฌ ๊ณํต๊ตฐ์ด ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ๋ถํ๋ ๋ค์์ฑ์ด ๊ด์ฐฐ๋๋ค. ํ์ง ์ง๋จ์ ํฌ๊ฒ๋(Pangenome) ๋ถ์์์๋ ์ด 20,982๊ฐ์ ๊ณ ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ํจ๋ฐ๋ฆฌ๊ฐ ํ์ธ๋๋ค. ์ด ์ค 76.2%๊ฐ ํน์ ํ์ง๋ง ์ง๋ 'ํด๋ผ์ฐ๋ ์ ์ ์(Cloud genes)' ํํ๋ค. ์ด๋ ์์๋คํ ๋ฐํฐ ํ์ง๊ฐ ํธ์คํธ ์ธ๊ท ์ ๋ฐฉ์ด๋ง๊ณผ ํ๊ฒฝ ๋ณํ์ ๋์ฒํ๊ณ ์ ์ ์ฐํ๊ฒ ์ด๋ฆฐ ์ ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ท์์ ๋ปํ๋ค. ์นจํฌ ์ด๋ ฅ ์ญ์ถ์ ๊ณผ ์์ ์ฑ ๊ฒ์ฆ ํ์ง์ ์ธ๊ท ์ ๊ฐ์ผ ์ด๋ ฅ์ ๋ฐํ๊ณ ์ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ์คํ์ด์(CRISPR spacer) ๋ถ์์ ๋์ ํ๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ 100์ข ์ ํ์ง ์ ์ ์ฒด์์ 1,480๊ฐ์ ๋งค์นญ ์ ํธ๊ฐ ํ์ธ๋์ด ์ด๋ค์ด ๋ค์์ ์์๋คํ ๋ฐํฐ ๊ท ์ฃผ๋ฅผ ๊ฐ์ผ์์ผ ์์์ด ๋ถ์ ์์ค์์ ๋ฐํ์ก๋ค. ํนํ ์ธ๊ท ๋ฉด์ญ๊ณ๋ฅผ ๋ฌด๋ ฅํํ๋ ์ํฐ ํฌ๋ฆฌ์คํผ(Anti-CRISPR) ํ๋กํ์ผ๋ง์ด ๋๋ณด์ธ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ '์์๋คํ ๋ฐํฐ ํ์ง XC1'์์ ์ํฐ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ๋จ๋ฐฑ์ง ํ๋ณด ์ ์ ์ 55๊ฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ตดํ๋ค. ์ด ์ ์ ์๋ค์ด ์ ํ์ ์ธ ์กฐ์ ์ข์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ด๋ฃจ๊ณ ์์ด, ํฅํ ์ธ๊ท ๋ฐฉ์ด๋ง์ ๋ฌด๋ ฅํํ ์ต์ ์ ํ๋ณด ํ์ง๋ก ๊ผฝํ๋ค. ์์ ์ฑ ํ๋ณด๋ฅผ ์ํ ํญ์์ ๋ด์ฑ(Antimicrobial Resistance, AMR) ์ ์ ์ ๊ฒ์ฌ๋ ๋นผ๋์ ์ ์๋ ์์๋ค. ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ 21์ข ์ AMR ์ ์ฌ ์ ์ ์(์๋ฏธ๋ ธ์ฐ ์ผ์น๋ 22.5~47.1%)๊ฐ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ๋ถํฌ๋ ์์์ ๋ณด์๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ํ๊ตฐ ํ์ง๋ฅผ ๋ฐฐ์ ํ๊ณ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๋ฌดํดํ ํ๋ณด๋ค๋ง ๊ณจ๋ผ๋ผ ํ์ค ๊ธฐ์ค์ ํ๋ฆฝํ๋ค. ์๋ฏธ์ ์ ๋ง ์ค์ฉํ ๊ณผ์ ์ ์์ฉํ ์ ๋ง ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ์นด๋ฐํ๋ด ๋ด์ฑ๊ท ์ ์ต์ ํ ํ์ง๋ฅผ ๊ณ ๋ฅผ ๋ ๋ค๊ฐ์ ์ ์ ์ฒด ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ฐ์ํ ํ์ค ๊ฐ์ด๋๋ผ์ธ์ ํ๋ฆฝํ๋ค๋ ๋ฐ ํฐ ์๋ฏธ๊ฐ ์๋ค. ์ด์ ๊น์ง๋ ์ด๊ท ๋ ฅ์๋ง ์์กดํ์ผ๋, ์ ์ ์ฒด ๋ถ์์ผ๋ก ์นจํฌ ํจ์จ๊ณผ ์์ ์ฑ์ ์ฌ์ ์ ์ ๋ฐ ์์ธกํจ์ผ๋ก์จ ์์ ์คํจ์จ์ ๋ฎ์ถ ๊ธธ์ด ์ด๋ ธ๋ค. ์ํฐ ํฌ๋ฆฌ์คํผ ๋ฐ ํญ์์ ๋ด์ฑ ํ๋กํ์ ํ์ ๋ง์ถคํ ํ์ง ์น๋ฃ์ ๋ฅผ ์ค๊ณํ๋ ์ ๋ขฐ๋ ๋์ ํ๊ฐ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์์ฐฉํ ์ ๋ง์ด๋ค. ๋ค๋ง ์คํ์ค ํ๊ฒฝ์ ์ ์ ์ฒด ํน์ง์ด ์ค์ ์ธ์ฒด ๋ด ๊ฐ์ผ ๋ถ์์์๋ ์ ์ ๋ฐํ๋ ์ง๋ ์ถ๊ฐ ์์ ๊ฒ์ฆ์ ๊ฑฐ์ณ์ผ ํ๋ค. ์์๋คํ ๋ฐํฐ ์ธ๊ท ์ด ํ์ง์ ์ ํญํด ๋ฉด์ญ๊ณ๋ฅผ ๊ณ์ ์งํ์ํค๋ ๋งํผ, ๋ณ์ด์ ์ ์ํ ๋์ํ ์ค์๊ฐ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ์ฒด๊ณ ๊ตฌ์ถ๋ ๋๋ฐ๋์ด์ผ ํ๋ค. ํฅํ ๋ค๊ธฐ๊ด ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ๊ฑฐ์น๋ฉฐ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ถ์ ๋๋ค๋ฉด ๋ง์ถคํ ์ํผ๋ฐํ ๋ฆฌ์ ์น๋ฃ์ ์ ํ์คํ๋ ํ์ธต ๊ฐ์ํ๋ ์์ ์ด๋ค.
๐ก ์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์นด๋ฐํ๋ด ๋ด์ฑ๊ท ๊ฐ์ผ์ผ๋ก ์๋ช ์ด ์๊ธํ ์คํ์๋ค์๊ฒ ํ์ ๋ง์ถคํ ์น๋ฃ๋ฒ์ ์ฒ๋ฐฉํ๋ ์๋๋ฆฌ์ค์ ์ ์ฉํ ์ ์๋ค. ๋ณ์์์ ๊ฐ์ผ ํ์๋ก๋ถํฐ ์์๋คํ ๋ฐํฐ ๋ฐ์ฐ๋ง๋ ๊ท ์ฃผ๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํ ์งํ, ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค์ ๊ตฌ์ถ๋ 340์ฌ ์ข ์ ํ์ง ์ ๋ณด๋ฅผ ๋น๊ตํ๋ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ฑฐ์น๋ค. ์ด๋ ๋ฉด์ญ ์ฐจ๋จ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ค๋ ์ง๋ ์น๋ฃ ํจ์จ์ด ๋์ 'ํ์ง XC1'๊ณผ ๊ฐ์ ํ๋ณด๊ตฐ์ ์์ ํ๋, ํญ์์ ๋ด์ฑ ์ ์ ์๋ฅผ ํจ์ ํ ์ ํด ํ์ง๋ ์ ๋ณ ๊ณผ์ ์์ ์ ์ธํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ด์ฒ๋ผ ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ธฐ๋ฐํด ํ์ ์ด๊ท ๋ฅ๋ ฅ์ด ์ ์ฆ๋ ํ์ง ์นตํ ์ผ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ฉด ์น๋ฃ ๊ฐ์ ๊ธฐ๊ฐ์ ๋จ์ถํ์ฌ ์์น์จ์ ํ์ธต ๋์ด์ฌ๋ฆฐ๋ค. ๋์๊ฐ ์๋ฌผํ์ ์์ ์ฑ์ด ์ ์ฆ๋ ํ์ง ๋ผ์ด๋ธ๋ฌ๋ฆฌ๋ฅผ ์ ์ ์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์ถํจ์ผ๋ก์จ ๋๋ ์์ฐ๊ณผ ๋ณด๊ฑด ๋น๊ตญ์ ์ธํ๊ฐ ๊ณผ์ ์ ๋จ์ถํ๋ ํต์ฌ ์์์ผ๋ก ์ฐ์ผ ์ ๋ง์ด๋ค.
