바이오인

◇ 사이언스(Science)는 2021년을 빛낸 10대 혁신기술(scientific breakthrough)과 함께 과학계를 실망시킨 3대 사건(scientific breakdown)을 선정하여 발표. 최고의 혁신기술로 AI를 이용한 단백질 구조 예측이 선정되는 등 10개 혁신기술 중 바이오 관련 기술이 7개를 차지하며 바이오에 대한 과학기술적 중요성과 함께 바이오 연구성과의 혁신성을 크게 주목

▣ 사이언스(Science)는 2021년을 빛낸 10대 혁신기술(scientific breakthrough)과 함께 과학계를 실망시킨 3대 사건(scientific breakdown)을 선정하여 발표(2021.12.16.)

 ○ 사이언스 독자들이 매년 선정하는 2021년 People's Choice 어워드에서는 특히 경쟁이 치열하였는데, 2021년 최고의 혁신기술로 AI를 이용한 단백질 구조 예측(Protein structure prediction)이 선정

  - 2, 3위는 고대 토양 DNA(Ancient soil DNA)와 생체 내 CRISPR 유전자 편집 (In vivo CRISPR)이 선정

  - 이 외에도 태양 핵융합에너지, 코로나19 치료 알약, 감염병 방어를 위한인공항체 등 총 10개 혁신기술이 선정

   ※ 10개 혁신기술 중 바이오 관련 기술이 7개를 차지하며 바이오에 대한 과학기술적 중요성과 함께 혁신적인 바이오 연구성과를 많이 주목

< 2021년 최고의 연구성과(혁신기술)에 대한 사이언스 독자들의 투표 결과 >

 출처: Science, Science’s 2021 Breakthrough of the Year, 2021.12.16

 ○ 반면에 과학계를 실망 시킨 3대 사건으로, 불확실한 기후변화 대응 목표(Hope dims for climate target), 기대 이하의 알츠하이머 치료제(Alzheimer’s drug prompts outrage), 위협받고 있는 과학자들(Scientists under fire)*을 선정

   * 탈레반이 장악한 아프카니스탄 내 과학자들의 미래와 학문적 자유 상실 가능성을 우려

< 사이언스 선정, 2021년 과학계를 실망시킨 3대 사건(Scientific breakdown) >

 출처: Science, Science’s 2021 Breakthrough of the Year, 2021.12.16.

▣ 1972년 노벨상 수상 연설에서 생화학자 크리스티안 안핀센(Christian Anfinsen)은 다음과 같은 비전을 제시

 ○ 언젠가는 아미노산 구성 요소의 순서만으로 모든 단백질의 3차원 구조를 예측하는 것이 가능할 것으로 전망

  - 거의 50년이 지난 지금, AI 기반 소프트웨어가 단백질 구조를 정확하게 예측할 수 있는데, 이 기술이 Science의 2021년 최고의 연구성과(혁신기술로)로 선정

  - 단백질 구조는 힘든 실험실 분석을 통해서 결정될 수 있었는데, 이제는 수만 개의 단백질과 상호 작용하는 단백질 복합체를 신속하게 분석 가능

   ※ 실험적으로 단백질 구조를 결정하는 데는 몇 년이 걸릴 수 있으며 단백질 당 수십만 달러의 비용이 소요. 이 과정을 가속하기 위해 과학자들은 1970년대에 단백질 구조를 예측하는 컴퓨터 모델을 만들기 시작

 ○ 이러한 발전은 인체에만 수십만 개가 있는 단백질 구조 규명에 기여하여 기초 생물학에 대한 통찰력을 제공하고 유망한 신약 표적을 밝히는 데 유용하게 활용될 것으로 전망

  - 특히, Google의 자회사인 DeepMind가 개발한 AlphaFold2와 미국 워싱턴대 David Baker 교수 연구팀의 AI 프로그램 RoseTTAFold가 단백질 구조를 우수하게 규명

   ※ DeepMind 과학자들은 인체에서 발견된 350,000개의 단백질 구조를 분석하였는데, 이는 알려진 모든 인간 단백질의 44%에 해당

  - AlphaFold2 및 RoseTTAFold 코드가 공개됨에 따라 과학자들이 연구에 활용. SARS-CoV-2를 연구하는 과학자들은 오미크론 변이의 스파이크 단백질 돌연변이 효과를 모델링하는데 AlphaFold2를 사용

< 사이언스 선정, 2021년 최고의 연구성과(혁신기술)(AI 단백질 구조 예측 제외) >

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