AI가 맨땅에서 16종의 살아있는 바이러스를 짰다: 슈퍼박테리아를 사냥하는 인공 박테리오파지의 탄생

지난 몇 년 동안 테크 업계는 생성형 AI가 작가, 소프트웨어 엔지니어, 혹은 화이트칼라 직장인을 대체할 것인가를 두고 치열하게 논쟁해 왔습니다. 하지만 전 세계가 저작권 소송으로 시끄러운 사이, 스탠퍼드 대학교와 아크 연구소(Arc Institute) 과학자들은 AI에게 빈 DNA 연습장을 건넸습니다. 그리고 그 AI는 스스로 증식하고 사냥하는 ‘살아있는 바이러스’를 써 내려갔습니다.

세계 최고 권위의 과학 저널 《사이언스(Science)》에 실린 역사적인 연구에서, 브라이언 하이(Brian Hie)와 패트릭 수(Patrick Hsu) 연구팀은 오픈소스 유전체 파운데이션 모델인 Evo를 사용하여 바이러스 게놈 전체를 밑바닥부터 설계하는 데 성공했다고 발표했습니다. AI가 설계한 유전 부호를 실제 습식 실험실에서 합성하자, 16종의 완전 인공 박테리오파지(Bacteriophage)가 살아 움직이며 대장균(E. coli)을 맹렬히 사냥하고 터뜨리기 시작했습니다!

기능하는 바이러스의 게놈을 맨땅에서 작성하는 것은 ChatGPT에 에세이를 부탁하는 일과는 비교조차 되지 않습니다. 바이러스 DNA는 단순한 글자가 아니라 중첩된 유전자, 복잡하게 접히는 RNA 3차원 구조, 정밀한 발현 프로모터가 나노초 단위로 오차 없이 맞물려 돌아가는 고도의 생체 소프트웨어입니다. 염기 문자 하나만 틀려도 그저 무생물 화학 찌꺼기로 전락하고 맙니다.

유전체 AI 모델 Evo는 어떻게 이 기적을 일궈냈을까요?

• 생명의 나무 전체를 학습: StripedHyena 아키텍처를 기반으로 한 Evo는 단일 염기 수준의 해상도로 최대 100만 토큰에 이르는 긴 문맥을 이해하며 박테리아와 파지 유전체의 숨겨진 문법을 통달했습니다.
• 제로샷 게놈 창작: 고전 파지인 ΦX174의 구조를 힌트 삼아, 자연계에 존재하는 어떤 야생 바이러스와도 확연히 구별되는 수천 개의 새로운 후보 게놈을 자율 생성했습니다.
• 대자연의 진화를 뛰어넘은 성능: 실험실에서 합성된 16개 인공 파지 중 일부는 자연산 야생 파지보다 더 뛰어난 적응도와 훨씬 빠른 세균 파괴(용균 속도) 능력을 과시했습니다!

향후 항생제 내성 문제가 전 인류의 보건을 위협할 때, 이 '주문형 AI 파지 설계' 기술은 인류의 가장 든든한 방패가 될 것입니다. 병원에서 새로운 슈퍼박테리아가 발생하면, 균을 채취해 AI에 넣는 것만으로 며칠 만에 이를 박멸할 맞춤형 천적 바이러스를 컴파일해 낼 수 있기 때문입니다.

프롬프트로 생명체를 컴파일하는 시대—우리가 작성한 코드가 실리콘 칩을 벗어나 페트리 접시 위에서 살아 움직이고 있습니다.