[의·과학]슈퍼컴퓨터가 발굴한 신약 후보...코로나 치료제보다 좋다?

(내외방송=정지원 과학전문 기자) 인체의 면역과 염증을 조절하는 핵심 단백질 구조를 고성능 슈퍼컴퓨터를 이용해 우수한 기능을 보이는 신약 후보 물질이 발굴됐다.

DGIST(대구경북과학기술원)는 15일 '내외방송'에 보낸 자료에서 "디지털 혁신 바이오 공동연구를 통해 인체의 면역과 염증을 조절하는 핵심 단백질 중 하나인 인터류킨1 수용체 길항제(다른 약물과 함께 작용을 감소시킴)의 바이오베터(기존 바이오 신약에 신규 기술을 더해 개량)-신약 후보 단백질의 구조를 고성능 GPU(그래픽 처리장치)가 장착된 슈퍼컴퓨터를 이용해 디자인했다"고 밝혔다.

이 연구는 디자인된 단백질을 직접 생산할 수 있고, 생물성과 세포 활성 검증을 마쳐 현재 세계적으로 시판 중인 급성·만성 염증 조절제와 최근 FDA(미국 식품의약국)에서 코로나19 바이러스 치료제로 긴급 승인된 Anakinra보다도 우수한 기능을 보이는 바이오베터-신약 후보 단백질이라는 평가를 받고 있다.

연구에 참여한 단백질 PCoE 연구단과 핵심단백질자원센터, (주)아이프로테인테라퓨틱스는 실험동물을 이용한 전임상 시험을 개시했다.

연구팀은 빅데이터-AI(인공지능) 계산용 고성능 V100-GPU로 구성된 슈퍼컴퓨터 클러스터(파일 저장 단위)를 이용해 Anakinra보다 면역 억제 기능이 강화된 바이오베터-신약 후보 단백질들의 3차원 구조를 분자 동역학(분자들의 운동을 예측) 모의실험을 수행해 디자인했다.

이 방법으로 디자인된 8가지 후보 단백질들과 인터류킨1 수용체 사이의 결합자유에너지를 GPU-T1 슈퍼컴퓨팅으로 계산하고, 후보 단백질들의 우수성 순서를 예측할 수 있었다.

연구팀은 이번 공동연구를 통해 기존 4차 산업혁명 핵심 기술을 활용하면서도 한계를 뛰어넘는 혁신적인 패러다임(이론 체계)을 이뤘으며 우수한 연구 결과 도출과 앞으로 가치창출을 도모할 수 있는 발전 가능성을 입증했다.