BioINwatch
(BioIN + Issue + watch) : 바이오 이슈를 빠르게 포착하여 정보 제공AI 기반의 가상세포 모델
- 등록일2025-11-07
- 조회수2984
- 분류플랫폼바이오 > 바이오융합기술
-
발간일
2025-11-07
-
키워드
#AI 기반#가상세포 모델#실험 데이터#세포 작동 원리 학습#Virtual Cell Challen
- 첨부파일
BioINwatch25-72(11.6)●AI 기반의 가상세포 모델.pdf
AI 기반의 가상세포 모델
BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 25-72
◇ 세포의 복잡한 작동 원리를 이해하고 예측할 수 있는 가상세포 모델이 개발 중으로, AI 모델의 핵심은 사전에 정해진 생물학적 규칙을 따르는 대신 방대한 실험 데이터로 세포 작동 원리를 스스로 학습. 한편, Virtual Cell Challenge와 같은 대회는 AI 가상세포 모델 개발에 놓인 문제 (데이터의 접근성 한계, 표준화된 평가 방법 부재 등) 해결에 기여할 것으로 기대 ▸주요 출처 : Science, The Silicon Cell, 2024.10.30 |
◆ 세포의 복잡한 작동 원리를 이해하고 예측할 수 있는 가상세포 모델 개발 시도
○ 인체세포에는 4,200만 개 이상의 단백질이 존재, 단백질 외에도 탄수화물, 지질, 핵산 등 수조 개의 분자를 포함하는 매우 복잡한 시스템으로,
- 20여 년 전부터 연구자들은 세포 작동을 시뮬레이션하는 방정식 시스템을 구축하기 시작하였으나, 유전자 발현 억제 효과 예측에 실패
※ 2012년 Jonathan Karr 연구팀: 최초의 전체 세포 모델인 Mycoplasma genitalium 모델 개발(500개 유전자, 700개 대사물질, 1100개 화학반응 시뮬레이션)
※ 2022년 Zan Luthey-Schulten 연구팀: 493개 유전자를 가진 최소 박테리아의 3D 모델 개발
- 방정식 기반 모델은 연구자가 사전에 정의한 생물학적 규칙을 따르는 한계로, 실제 생물학적 현실을 얼마나 정확하게 반영하는지 불분명하다고 지적
- 방정식 기반 모델의 한계를 극복하기 위해 최근에는 대규모 언어 모델 등 방대한 데이터를 학습하는 AI 기반 세포 모델로 발전
< 가상세포 구축에 관한 초기 모델(방정식 기반) 및 최신 모델(AI 기반) 비교 >
특징 | 초기 모델 (방정식 기반) | 최신 모델 (AI 기반) |
작동 원리 | 개발자가 입력한 수많은 '수학 방정식'에 따라 작동 | 방대한 세포 데이터를 '스스로 학습'하여 작동 원리를 터득 |
정보 처리 | 개발자가 정해준 생물학적 규칙만 따름 | 데이터 속에서 생물학적 규칙과 패턴을 스스로 발견 |
대표 사례 | 2012년 마이코플라스마 제니탈리움 모델 | Geneformer, TranscriptFormer, scGPT |
핵심 한계 | 특정 유전자 발현 억제 반응 예측에 실패 | 아직 초기 단계이며, 데이터의 양과 질에 크게 의존 |
출처 : Science, The Silicon Cell, 2024.10.30
-
다음글
- 다음글이 없습니다.
-
이전글
- 혈액 검사로 알츠하이머병을 비침습·저비용으로 진단
지식