전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
경제 과학기술

속보

더보기

쪽집게 항암 치료 가능해진다…기초연, AI 활용해 항암 효과 낮추는 세포 성질 확인

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

밀도 물리 정보화 신경망 모델 개발
약물·화학요법으로 치료효과 향상

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 수십년의 연구 대신 수시간내 치료에 필요한 핵심 정보만 알아내 항암 치료를 할 수 있는 전략을 국내 연구진이 제시했다.

기초과학연구원(IBS) 수리 및 계산 과학 연구단 의생명 수학 그룹 김재경 CI(Chief Investigator, KAIST 수리과학과 교수) 연구팀은 인공지능(AI)을 이용해 동일 외부 자극에 개별 세포마다 반응하는 정도가 다른 '세포 간 이질성'의 근본적인 원인을 찾아내고 이질성을 최소화할 수 있는 전략을 제시했다.

우리 몸속 세포는 약물, 삼투압 변화 등 다양한 외부 자극에 반응하는 신호 전달 체계(signaling pathway)로 구성된다. 신호 전달 체계는 세포가 외부 환경과 상호작용하며 생존하는 데 핵심적인 역할을 한다.

기계학습방법론(Density-PINNs)을 통한 세포 간 이질성 원인 규명 구상도 [자료=기초과학연구원] 2024.01.17 biggerthanseoul@newspim.com

세포의 신호 전달 체계는 노벨생리의학상의 단골 주제일 정도로 중요하지만, 규명을 위해서는 수십 년에 걸친 연구가 필요하다. 

신호 전달 체계는 세포 간 이질성에도 영향을 미친다. 세포 간 이질성은 똑같은 유전자를 가진 세포들이 동일 외부 자극에 다르게 반응하는 정도를 뜻한다.

하지만 복잡한 신호 전달 체계의 전 과정을 직접 관측하는 일이 현재 기술로는 어려워 지금까지는 신호 전달 체계와 세포 간 이질성의 명확한 연결고리를 알지 못했다.

세포 간 이질성은 질병 치료에 있어 더욱 중요한 고려 요소다. 가령, 항암제를 투여했을 때 세포 간 이질성으로 인해 일부 암세포만 사멸되고, 일부는 살아남는다면 완치가 되지 않는다.

세포 간 이질성의 근본적인 원인을 찾고, 이질성을 최소화할 수 있는 전략을 도출해야 치료 효과를 높인 신약 설계가 가능해진다.

제1저자인 홍혁표 IBS 전(前) 학생연수원(미국 위스콘신 메디슨대 방문조교수)은 "선행 연구(Science Advances, 2022)에서 세포 내 신호 전달 체계를 묘사한 수리 모델을 개발한 바 있다"며 "당시엔 신호 전달 체계의 중간 과정이 한 개의 경로만 있다고 가정해 얻을 수 있는 정보도 한계가 있었으나 이번 연구에서는 AI를 활용해 중간 과정의 비밀까지 풀어냈다"고 설명했다.

연구진은 기계 학습 방법론인 '밀도 물리 정보화 신경망 모델(Density-PINNs)'을 개발해 신호 전달 체계와 세포 간 이질성의 연결고리를 찾아냈다.

세포가 외부 자극에 노출되면 신호 전달 체계를 거쳐 반응 단백질이 생성된다. 시간에 따라 축적된 반응 단백질의 양을 이용하면 신호 전달 소요 시간의 분포를 추론할 수 있다. 이 분포는 신호 전달 체계가 몇 개의 경로로 구성됐는지를 알려준다.

Density-PINNs를 이용하면 쉽게 관측할 수 있는 반응 단백질의 시계열 데이터로부터 직접 관찰하기 어려운 신호 전달 체계에 대한 정보를 추정할 수 있다.

연구진은 실제 대장균의 항생제에 대한 반응 실험 데이터에 Density-PINNs를 적용, 세포 간 이질성의 원인도 찾았다. 신호 전달 체계가 단일 경로로 이뤄진 때(직렬)에 비해 여러 경로로 이뤄졌을 때(병렬)가 세포 간 이질성이 적다는 것을 알아낸 것이다.

제1저자인 조현태 IBS 선임연구원은 "신호 전달 체계가 병렬 구조일 경우 극단적인 신호가 서로 상쇄돼 세포 간 이질성이 적어지는 것으로 보인다"며 "신호 전달 체계가 병렬 구조를 보이도록 약물이나 화학 요법 치료 전략을 세우면 치료 효과를 높일 수 있다는 얘기"라고 말했다.
는 의미"라고 설명했다.

김재경 CI는 "복잡한 세포 신호 전달 체계의 전 과정을 파악하려면 수십 년의 연구가 필요하지만, 우리 연구진이 제시한 방법론은 수 시간 내에 치료에 필요한 핵심 정보만 알아내 치료에 활용할 수 있다"며 "이번 연구를 실제 현장에서 사용되는 약물에 적용해 치료 효과를 개선할 수 있기를 기대한다"고 말했다. 

이번 연구 결과는 지난해 12월 26일 국제학술지 셀(Cell)의 자매지인 '패턴스(Patterns)'에 게재됐다.

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
'내란 가담' 이상민 2심 징역 15년 구형 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = 조은석 특별검사팀이 22일 12·3 비상계엄 당시 특정 언론사 단전·단수를 지시한 혐의를 받는 이상민 전 행정안전부 장관의 항소심에서도 징역 15년을 구형했다. 서울고법 형사1부(재판장 윤성식)는 이날 오후 이 전 장관의 내란 중요임무 종사 등 혐의 항소심 결심 공판을 진행했다. 조은석 특별검사팀이 22일 12·3 비상계엄 당시 특정 언론사 단전·단수를 지시한 혐의를 받는 이상민 전 행정안전부 장관의 항소심에서도 징역 15년을 구형했다. 이상민 전 행정안전부 장관. [사진=뉴스핌 DB] 특검은 "피고인은 특정 언론사의 기능을 완전히 마비시킴으로써 계엄에 비판적인 언론을 봉쇄해 위헌적 계엄에 우호적인 여론을 형성하려 했다"며 이 전 장관에게 징역 15년을 선고해 달라고 재판부에 요청했다. 또한 "본 사건은 대한민국이 수립한 민주주의에 대한 테러"라며 "미완성 이라는 이유와 사상자가 발생하지 않았다는 점은 이 사건의 양형 고려 사항이 아니다"라고 강조했다. 이 전 장관은 계엄법상 주무부처 장관임에도 윤 전 대통령의 위헌·위법적 계엄 선포를 방조하고, 특정 언론사 단전·단수 지시를 전달하는 등 내란에 순차적으로 공모한 혐의로 1심에서 징역 7년을 선고받았다. 특검은 1심 결심에서 징역 15년을 구형한 바 있다. 1심 재판부는 언론사 단전·단수 지시 혐의에 대해 "피고인이 법조인으로서 장기간 근무했고 비상계엄의 의미와 그 요건을 잘 알 수 있는 지위에 있었던 점과 피고인이 언론사 단전·단수에 대한 협조 지시를 하기 직전 경찰청장과의 통화를 통해 국회 상황에 대해 인식하고 있었던 점을 종합해볼 때, 피고인에게 내란 중요임무 종사의 고의 및 국헌문란의 목적이 있었다"며 유죄로 판단했다. hong90@newspim.com 2026-04-22 14:57
사진
한강, 노벨상 수상후 첫 독자 앞에 [서울=뉴스핌] 김용석 선임기자 = 한강 작가가 2024년 노벨문학상 수상 이후 처음으로 일반 독자와 만나는 공식 행사의 무대로 스페인을 택했다. 주스페인한국문화원은 21일 스페인 바르셀로나 현대문화센터(CCCB)에서 한강 작가의 소설 '바람이 분다, 가라' 스페인어판 출간 기념 독자 간담회를 열었다. 한강 작가가 노벨문학상 수상 이후 처음으로 일반 독자와 만났다. 바르셀로나 현대문화센터(CCCB)에서 열린 독자 간담회. [사진= 주스페인한국문화원] 한강과 스페인의 인연은 깊다. '채식주의자'는 2019년 스페인 고등학생들이 수여하는 문학상을 받은 바 있으며, 한강은 2023년에도 '희랍어 시간' 스페인어판 출간 기념으로 마드리드·바르셀로나를 방문해 독자들과 직접 만났다. 이번 행사의 직접적 계기가 된 '바람이 분다, 가라'는 올해 3월 스페인에서 출간된 한강의 여덟 번째 스페인어판 작품이다. 주인공 정희가 친구 인주의 죽음이 자살이 아니었다는 믿음을 온몸으로 증명하려 세상에 맞서는 내용이다. 이번 행사에서 한강 작가는 스페인 주요 문학상 수상 경력의 마르 가르시아 푸이그와 나란히 앉아 '극단적인 공감'을 주제로 대담을 나눴다. 집단적 트라우마, 애도, 침묵, 우정 등 한강 작품 세계를 관통하는 키워드들이 오갔다. "문학이 망각에 저항하고 집단적 상처를 돌보는 역할을 할 수 있는가"라는 질문과 대답이 오갔다. 스페인 바르셀로나 600석 규모의 현장 입장권은 판매 개시 1분 만에 매진됐으며, 추가로 마련된 온라인 중계 관람권 200석도 10분 만에 소진됐다. [사진= 주스페인한국문화원] 2016년 '채식주의자'로 국제 부커상을 수상한 한강은 2024년 대한민국 작가 최초로 노벨문학상을 수상했다. 스웨덴 한림원은 '채식주의자', '소년이 온다', '작별하지 않는다' 등 작품 세계 전반을 아우르며 "역사적 트라우마에 맞서고 인간의 삶의 연약함을 드러낸 강렬한 시적 산문" 을 수상 이유로 밝혔다. 노벨상 수상 후 첫 공식 행사는 2024년 포니정 혁신상 시상식이지만 독자와의 만남은 이번이 처음이다. 지난해 스페인에서는 정보라, 윤고은, 최진영 등 약 20명의 한국 작가가 독자와의 만남 행사를 진행했다. 신재광 문화원장은 "노벨문학상 수상 이후 처음으로 일반 독자와 만나는 자리가 스페인에서 열린 것은 한국문학에 대한 현지의 높은 관심을 방증한다"고 밝혔다. fineview@newspim.com 2026-04-22 12:51
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동