AI 유전체로 만든 신종 파지 16종 증식 확인

과학자들이 인공지능이 설계한 유전체를 이용해 자연계에 없던 박테리오파지 16종을 만들고, 이들이 실제로 증식한다는 사실을 확인했다. 스탠퍼드대와 아크 연구소 연구진은 6일 유전체 언어모델을 활용한 생성적 설계 연구를 공개했다. AI 기반 생명공학의 성과인 동시에 생물안전과 생물보안에 새로운 과제를 던진 결과다.

연구진은 대장균만 감염시키고 인체에는 무해한 것으로 알려진 ΦX174를 설계의 기본 틀로 삼았다. 자연 유전체 수백만 건과 ΦX174 계열 자료를 학습한 ‘이보 1·2’는 약 70만 개의 후보 유전체를 생성했다. 이 가운데 성공 가능성이 큰 약 300개를 화학적으로 합성해 시험한 결과, 기존 파지와 유전정보가 다른 16종이 번식에 성공했다.

새로 만든 파지 일부를 섞은 조합은 자연 ΦX174에 내성을 지닌 대장균까지 빠르게 감염시켜 파괴했다. 비교 대상으로 사용한 자연계의 ΦX174 유사 파지 조합에서는 같은 능력이 나타나지 않았다. 이보가 학습한 유전체 정보는 동물·식물·미생물·바이러스를 아울러 약 9조 염기쌍이며, 이번에 설계된 파지 유전체는 약 5천400 염기쌍 규모다.

바이러스는 일반적 의미의 생물로 분류되지 않지만, 이번 연구는 AI가 진화 과정에 축적된 유전체 설계 원리를 학습해 실제 증식 가능한 바이러스를 구성할 수 있음을 보여줬다. 살아 있는 세포의 최소 유전체가 약 50만 염기쌍이고 인간 유전체가 약 30억 염기쌍인 만큼 더 복잡한 생물 설계에는 많은 노력이 필요하다. 연구진은 그 가능성을 배제하지 않았으며, 전문가들은 생성형 AI로 만든 바이러스 유전체를 안전하게 관리할 거버넌스가 아직 없다는 점을 긴급한 위험으로 지목했다.