목암생명과학연구소, AI 기반 mRNA 설계 기술 개발 본격화

(서울=뉴스1) 문대현 기자 = 목암생명과학연구소는 과학기술정보통신부가 지원하는 국가연구개발사업 '바이오·의료기술개발사업'의 'AI 기반 맞춤형 mRNA 구조체 설계 플랫폼 개발 및 실증' 과제 주관기관으로 선정됐다고 28일 밝혔다.

이번 과제는 2026년부터 2030년까지 총 45억 원의 정부출연금을 지원받아 수행된다. 고려대와 한양대가 공동 연구기관으로 참여해 차세대 mRNA 백신과 치료제 개발을 위한 연구를 진행한다.

연구진은 mRNA 의약품의 성능을 좌우하는 전체 서열을 인공지능(AI)이 통합적으로 설계하는 플랫폼을 개발할 계획이다.

기존 mRNA 설계는 비번역영역(UTR)과 코돈(Codon) 최적화 규칙을 각각 적용하는 방식이 주를 이뤘다. 반면 이번 연구에서는 경계부 염기 조합과 RNA 구조, 세포 환경 등 다양한 변수를 AI가 학습해 치료 목적에 맞는 최적의 전체 서열을 제안하는 통합 설계 플랫폼을 구축한다.

연구진은 대규모 mRNA 서열 라이브러리를 직접 구축하고 실험 데이터를 생산해 AI를 학습시키는 한편, 연구자의 실험 결과를 다시 AI 모델에 반영하는 '휴먼 인 더 루프'(Human-in-the-Loop) 방식의 가상 실험실도 구현할 예정이다.

또한 에이전틱 AI(Agentic AI)를 활용해 연구자가 항원 서열을 입력하면 AI가 후보물질을 설계하고 평가와 제작, 실험 검증, 재학습을 반복하는 자율형 mRNA 연구개발 체계 구축도 추진한다.

목암연구소는 이번 플랫폼을 통해 백신과 개인맞춤형 암백신 등 다양한 mRNA 의약품 개발에 필요한 독자 기술을 확보하고 후보물질 설계 기간과 반복 실험 비용을 줄여 국내 기술 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

신현진 목암생명과학연구소장은 "mRNA 구조체의 개별 요소 최적화를 넘어 항원 서열과 임상 목적에 맞춰 전체 구조를 통합 설계하는 AI 플랫폼을 개발하고 있다"며 "대규모 라이브러리 구축과 연구 전 과정의 자동화를 통해 신속하고 정밀한 mRNA 의약품 개발 기반을 마련하고 국내 mRNA 기술 경쟁력 강화에 기여하겠다"고 말했다.

바이오 신약 개발의 산실로 오랜 명성을 유지해 온 목암연구소는 지난 2022년 AI 기반의 신약 개발 연구소로 탈바꿈했다.

이후 mRNA 치료제 및 백신 개발을 위한 AI 플랫폼 연구를 필두로, 서열 설계·전달체(LNP)·발현 최적화를 통합한 mRNA-LNP 시스템 개발과 함께, 효능 및 독성 예측 기반의 후보물질 선별, 질병 치료 타깃 및 바이오마커 발굴·검증 등 AI 기반 중개연구(Translational Research) 영역으로 연구를 확장하며 신약 개발 전 주기 가속화를 위한 연구를 수행해 왔다.

eggod6112@news1.kr