한양대, 바이러스 돌연변이 12분 내 검출 AI 진단기술 개발

(서울=뉴스1) 김지현 기자 = 한양대학교 에리카 연구팀이 바이러스 유전자 돌연변이를 12분 이내에 검출할 수 있는 인공지능(AI) 기반 차세대 분자 진단 기술을 개발했다.

8일 한양대에 따르면 한양대 바이오신약융합학부 바이오나노공학전공 이주헌 교수 연구팀은 고려대학교 김영근 교수 연구팀, 수원대학교 염희란 교수, 순천향대학교 황용성 교수와 공동연구를 통해 'AI 기반 초고감도 차세대 분자 진단 플랫폼'을 개발했다.

기존 분자 진단 방식은 새로운 변이 바이러스나 암세포가 나타날 때마다 연구자가 직접 염기서열을 설계하고 검증해야 해 즉각적인 대응이 어렵다는 한계가 있었다. 연구팀은 이를 개선하기 위해 나노입자 기반 유전자 표면 포집화 증폭(nSLAM) 기술에 AI 알고리즘을 접목해 검출 시스템을 고도화했다.

연구팀은 랜덤 포레스트 기반 AI 파이프라인으로 1200개 이상의 코로나19(SARS-CoV-2) 유전체를 분석해 바이러스 유형을 구분할 핵심 변이 서열을 도출했다. 이후 하드 필터링 전략을 적용해 최적의 프라이머 설계를 완성했다.

해당 기술은 1마이크로리터(μL)당 약 0.08개 수준의 극저농도 유전물질을 12분 내 검출할 수 있으며, 유전자 증폭 사이클도 기존 29회에서 8.4회로 줄여 검출 속도를 크게 높였다. 실제 환자 혈청 샘플에서도 안정적인 성능을 확인해 임상 적용 가능성도 입증했다.

이주헌 교수는 "방대한 유전체 빅데이터를 AI로 분석해 실제 실험 가능한 바이오마커로 연결한 'AI-바이오 가교' 기술"이라며 "향후 휴대용 기기와 결합해 현장 진단 시스템 구축과 정밀의료 실현에 기여하겠다"고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)'에 지난달 28일 게재됐다.

mine124@news1.kr