AI 설계 파지, 내성 대장균까지 뚫었다

인공지능이 설계한 새로운 박테리오파지가 실험실에서 실제 바이러스로 작동하고, 기존 파지에 저항성을 지닌 대장균까지 감염시켰다. 미국 스탠퍼드대 브라이언 히 교수 연구진은 대규모 언어 모델과 유사한 ‘게놈 언어 모델’로 박테리아를 공격하는 바이러스의 전체 유전체를 생성한 연구 결과를 6일 국제 학술지 사이언스에 공개했다.

연구진이 개발한 생성형 AI ‘이보1’과 ‘이보2’는 파이X-174의 유전자 11개와 근연 바이러스 약 1만5000종의 유전 정보를 학습한 뒤 수천 개의 새 게놈 설계도를 만들었다. 이 가운데 285개를 골라 DNA 염기 서열을 합성한 결과, 처음에는 16개가 대장균에서 생존했다. 이후 이들 게놈을 혼합해 만든 파지는 기존 바이러스에 내성을 보이던 대장균 두 종류도 감염시켰다.

박테리오파지는 박테리아의 복제 효소를 이용해 증식한 뒤 세포막을 파괴해 숙주를 죽인다. 1917년 펠릭스 데렐이 발견한 뒤 1920~1930년대 이질과 패혈증 같은 세균성 질환 치료에 활용됐지만, 1940년대 페니실린 보급 이후 사용이 줄었다. 항생제 오·남용으로 메티실린 내성 황색포도상구균 등 약이 듣지 않는 세균이 확산하면서 파지 치료법은 다시 주목받고 있다.

이번 성과는 AI가 염기 서열을 예측하는 단계를 넘어 작동 가능한 바이러스 게놈 전체를 새로 설계할 수 있음을 보여줬다. 반면 같은 기술로 전염성이나 치사율이 높은 바이러스를 만들 가능성도 제기됐다. 연구진은 학습 자료에서 인간과 동식물을 감염시키는 바이러스 정보를 제외했으며, 향후 게놈 설계 전 과정에 전문가 감독과 강력한 안전장치, 안전·보안 분야의 협력이 필요하다고 강조했다. 기술은 이미 구현됐지만 이를 관리할 체계는 아직 마련되지 않은 상태다.