생화학과 데이비드 베이커 교수 3명 공동 수상자에 포함돼 

‘로제타폴드 디퓨전’단백질 설계…UW 교수로는 8번째 수상

시애틀에 본교가 있는 워싱턴대(UEW) 교수가 올해 노벨화학상을 수상하는 영광을 안았다.

스웨덴 왕립 카롤린스카연구소 노벨위원회는 9일 올해 노벨화학상 공동수상자 3명을  발표했다. 

올해 주인공은 UW 생화학과 데이비드 베이커(62) 교수는 물론 데미스 허사비스(48) 구글 딥마인드 최고경영자(CEO), 존 M. 점퍼(39) 딥마인드 수석과학자이다.

위원회는 “베이커 교수는 AI를 통해 완전히 새로운 종류의 단백질을 만드는 방법을 제시했다”며 “또 허사비스와 점퍼 수석연구원은 단백질의 복잡한 구조를 예측하는 AI 모델을 개발했다”며 선정 이유를 밝혔다.

베이커 교수가 개발한 단백질 설계 AI는 ‘로제타폴드 디퓨전’이다. 그는 2021년 단백질 접힘을 예측하는 모델 ‘로제타폴드’를 시작으로 로제타 시리즈를 개량해왔다.

로제타폴드는 단백질이 인체 내에서 고유의 입체 구조를 형성하는 과정인 ‘단백질 접힘’을 분석할 수 있다. 또 다양한 아미노산 서열이 담긴 데이터베이스를 활용해 미지의 단백질도 분석할 수 있다.

로제타폴드 디퓨전으로 넘어오면서 구조 예측을 물론 설계도 가능해졌다. 사용자가 모양, 크기, 기능을 제시하면 이에 맞춰 단백질이 디자인된다.

부모 모두가 UW 교수였으며 시애틀에서 태어난 베이커 교수는 하버드에 이어 UC 버클리에서 박사 학위를 받았으며 1990년대부터 연방 국립보건원(NIH)의 연구 자금을 지원받아 연구를 진행해왔으며 이를 통해 종합 데이터베이스에 있는 기존 단백질 정보를 분석하고 자연계에 존재하지 않는 새로운 단백질을 설계할 수 있었다.

베이커 교수는 UW에서 노벨상을 수상한 8번째 교수이다. 

UW 아나 마리 카우세 총장은 베이커 교수의 노벨상 수상에 대해 “노벨상 수상자의 반열에 오른 것은 베이커 교수의 헌신과 혁신에 대한 증거”라며 “UW은 획기적이고 영향력있는 연구를 육성하는 기관이라는 자부심을 가지고 있으며, 이번 놀라운 인정을 받은 데이비드에게 진심 어린 축하를 전한다”고 말했다. 

알파고의 아버지 허사비스 CEO는 점퍼 수석연구원과 함께 '알파폴드 시리즈'를 개발한 공로가 인정됐다.

알파폴드는 로제타폴드와 기능은 유사하지만 앞서 2018년에 최초 공개됐다. 아미노산 서열을 토대로 단백질 구조를 예측하는 AI 모델이다. 이후 2020년 알파폴드2, 올해 3으로 발전했다.

위원회는 "알파폴드2는 2억 개 이상 단백질의 구조를 예측할 수 있어 이미 200만 명의 사람들이 사용했다"며 "항생제 내성 연구, 플라스틱 분해 효소 등 응용과학에 활용된다"고 설명했다.

이런 연구들은 신약 개발을 혁신할 수 있다.

질병을 유발하는 병원체 단백질 구조를 알면 약의 결합력을 높여 치료를 개선할 수 있다. 또 특정 아미노산 배열의 단백질 기능을 예측한다면 구조를 바꿔 기능을 개조할 수도 있다.