[투어코리아=김현진 기자] 목암생명과학연구소가 정부가 지원하는 대형 바이오 연구과제의 주관기관으로 뽑혔다. 과학기술정보통신부 산하 국가연구개발사업인 '바이오·의료기술개발사업' 중 'AI 기반 맞춤형 mRNA 구조체 설계 플랫폼 개발 및 실증' 과제를 목암연구소가 이끌게 됐다고 28일 밝혔다.

이 과제에는 2026년부터 2030년까지 5년간 정부 출연금 45억 원이 투입된다. 고려대와 한양대가 공동 연구기관으로 함께 참여하며, 세 기관은 차세대 백신과 치료제를 개발하기 위한 협력 체계를 꾸린다.

이번 연구가 노리는 목표는 명확하다. mRNA 의약품의 성능을 좌우하는 전체 서열을 AI가 한 번에 통합적으로 설계해내는 플랫폼을 만드는 것이다.

지금까지 mRNA를 설계할 때는 UTR과 코돈(하나의 아미노산을 지정하는 3개 염기 단위) 최적화를 각각 따로 적용하는 방식이 일반적이었다. 문제는 실제 mRNA 의약품의 효과와 안정성이 이렇게 개별적으로 결정되지 않는다는 점이다. 서열 경계 부분의 염기 조합, RNA의 입체 구조, 세포 안 환경 등 여러 요소가 복잡하게 얽혀 결과를 좌우한다. 목암연구소는 이 복합적인 변수들을 AI에 학습시켜, 치료 목적에 맞춰 최적화된 전체 서열을 한 번에 제시하는 '통합 설계 파이프라인'을 만들 계획이다.

눈에 띄는 대목은 연구 방식이다. 연구진이 대규모 서열 라이브러리를 스스로 구축하고 실험 데이터를 직접 생산해 AI를 학습시킨다. 여기에 더해 전문가가 실험 결과를 다시 확인하고 이를 반영해 AI 모델을 계속 다듬어가는 '휴먼 인 더 루프(human-in-the-loop)' 방식도 함께 적용한다. 이런 과정을 담아낼 '가상 실험실'을 구축해, 플랫폼의 mRNA 구조체 설계 능력을 지속적으로 끌어올린다는 구상이다.

이 가상 실험실은 스스로 판단하고 행동하는 '에이전틱 AI(Agentic AI)' 기술을 기반으로 만들어진다. 연구자가 항원 서열을 입력하면 AI가 후보 서열을 만들어내고, 이를 평가한 뒤 실제로 제작·실험해 검증한다. 그 결과는 다시 AI 학습에 반영돼 재설계로 이어진다. 최종적으로는 이 과정 전체가 스스로 돌아가는 '자율형 mRNA 연구개발 체계'를 구현하는 것이 목표다.

이번 플랫폼이 완성되면 백신은 물론 개인맞춤형 암백신 등 다양한 mRNA 의약품을 독자적으로 설계할 수 있는 기술 기반이 마련될 것으로 기대된다. 후보물질을 설계하는 데 걸리는 시간과 반복 실험에 드는 비용도 크게 줄어들 전망이다. 이를 통해 국내 mRNA 기술의 자립도를 높이고 글로벌 바이오 시장에서 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 목암연구소는 내다보고 있다.

신현진 목암연구소 소장은 "목암연구소는 mRNA 구조체를 이루는 개별 요소를 따로따로 최적화하는 수준을 넘어, 항원 서열과 임상 목적에 맞춰 전체 구조를 통합적으로 설계하는 AI 플랫폼을 만들고 있다"고 말했다. 이어 "자체적으로 대규모 라이브러리를 구축하고 연구 전 과정을 자동화해, 빠르고 정밀하게 mRNA 의약품을 개발할 수 있는 기반을 마련함으로써 국내 mRNA 기술 자립과 경쟁력 강화에 기여하겠다"고 덧붙였다.