포스텍, AI 로 나노케이지를 세계최초 제작 성공했다

“부후 과학자 일벗다” A로 바이러스 모
방. .. 유전자 치료기술 신기원 연다
입력2024.12.19. 오전 101
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구본하 기자
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POSTECH 이상민 교수 올해 노발화학상 수상자 베
이커 교수 공동연구

이번연구름 함께 수행한 이상민원쪽) 포스택 교수와 데이비드베이커 미국위싱
작대교수 [포스틱제공]

[해월드경제-구본하 기자] 한국과 미국 연구진이 바이러스트
모방한 나노입자 Al 설계 연구 통해 유전자 치료기술의 새 전기
틀 마련햇다.
포항공과대학교(POSTECH) 화학공학과 이상민 교수는 올해
노발화학상 수상자인 미국 위싱터대 데이비드 베이커 교수와
공동으로 인공지능(시)올 활용해 바이러스의 복잡하고 정교한
구조v 모방한 새로운 치료 플랍품올 개발있다. 이번 연구성과
논 과학 분야 세계 최고 학술지인 ‘네이처(Nature)’에 18일현
지 시각) 게재되다.
바이러스는 둥근 공 모양의 단백질 껍질 안에 유전자루 담아 스
스로 복제하는 독특한 구조v 가진다. 주로 숙주세포에 침투해
질병올 일으키지만 이 복잡하고 정교한 구조름 모방한 인공 단
백질 연구가 활발하다: 이렇게 개발된 ‘나노웨이지nanocag
e’눈 마치 바이러스가 숙주름 찾아 공격하듯 표적 세포에 치료
용 유전자루 효과적으로 전달하는 역할울 한다. 그러나 기존 나
노웨이지논 크기가 작아 그 안에 담울 수 짓는 유전자의 양이
한정적이없고 구조가 단순해 실제 바이러스 단백질처럼 여러
기능울 구현하는 데 한계가 있있다.

연구림은 이틀 해결하기 위해 AI 기반 전산 설계 기법올 도입햇
다 바이러스는 대부분 대칭적인 구조로 되어 있지만, 미세하게
어젯난 부분이 있다 연구림은 이러한 구조적 특징울 AI 기술로
설계함으로씨 정사면체, 정육면체 정십이면체 등 다양한 형태
의 나노웨이지틀 세계 최초로 제작햇다.
OctT-4-3
IcOr-4-4
AAV
1Onm
2Onm
인공지능 기반으로 설계한 단백질들이 자기조립된 나노웨이지 구조 [포스틱제
공

이 새로운 나노구조들은 네 종류의 인공 단백질로 구성되다, 여
셋 종류의 독특한 단백질-단백질 결합 계면올 포함하는 정교한
구조v 형성하다. 특히, 지름이 최대 75nm에l 이르는 정십이면
체 구조는 기존 유전자 전달체보다 세 배 더 크기 때문에 훨씬
더 많은 유전자루 담을 수 있다는 점에서 주목할 만하다.
전자현미경 분석 결과, 연구림이 시로 설계한 나노웨이지들은
예상대로 정확한 대칭구조홀 이루없으여, 기능성 단백질올 활
용한 실험에서도 연구림은 유전자가 나노웨이지가 표적 세포
까지 성공적으로 전달되올 확인있다.
이상민 교수는 “시의 발전으로 인류가 원하는 인공 단백질올
설계하고 조립하는 시대가 열려다”더 “이번 연구가 유전자 치
료제는 물론, 차세대 백신 등 다양한 의 생명 분야의 학신적인
발전에 이바지하기틀 바람다”고 전행다.
한편 이상민 교수는 2021년 2월부터 2년 9개월 동안 데이비
드베이커 교수 연구실에서 박사후연구원으로 재직하다 올해 1
월 POSTECH에I 부임햇다.