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유전자가위 크리스퍼, 인공지능과 결합하다!

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유전자가위 크리스퍼, 인공지능과 결합하다!

2018.01.30 03:00
인공지능 컴퓨터의 데이터를 확인하는 윤성로 교수 - 서울대 공대 제공
인공지능 컴퓨터의 데이터를 확인하는 윤성로 교수 - 서울대 공대 제공

난치성 질환을 치료할 획기적 기술로 주목받고 있는 ‘유전자 가위’ 크리스퍼가 인공지능(AI)과 결합해 진화하고 있다.


윤성로 서울대 전기정보공학부 교수와 김형범 연세대 의대 교수팀은 AI를 활용해 유전자가위의 효율을 예측하는 기술을 세계 최초로 개발해 생명과학 분야 국제학술지 네이처 바이오테크놀로지 29일자(현지 시간)에 발표했다.


크리스퍼는 질병을 일으키는 유전자 부위 등 목표 유전자를 스스로 찾아 잘라서 유전자를 교정하는 기술이다. 유전자 가위는 절단이 잘 일어나는 최적의 DNA 부위를 얼마나 잘 찾느냐에 따라 효율이 크게 달라진다. 기존에는 효율이 높은 부위를 찾기 위해 크리스퍼를 일일이 제작해야 해 시간과 비용이 많이 들었다.

 

유전자 가위의 효율예측 알고리즘(DeepCpf1) 도식화 - 네이처 바이오테크놀로지 제공
유전자 가위의 효율예측 알고리즘(DeepCpf1) 도식화 - 네이처 바이오테크놀로지 제공


연구팀은 최신 유전자 가위인 크리스퍼-Cpf1의 효율을 예측할 수 있는 AI를 세계 최초로 개발했다. 1만9000여 개의 인간 유전자를 크리스퍼로 절단하는 실험을 통해 부위별 절단 효율 데이터 6만7000여 개를 확보한 뒤 이 데이터를 둘로 나눠 딥러닝 AI로 표적 부위별 염기서열과 염색질의 구조, 유전자 가위의 효율 사이의 관계를 집중 학습했다. 이 방식은 기존 방식보다 정확도가 25% 향상된 것으로 나타났다.

 

윤 교수는 “복잡한 데이터를 잘 찾는 AI의 장점을 유전자 가위에 결합하자는 아이디어에서 연구를 시작했다”며 “유전체 교정 연구 속도를 높여 차세대 산업의 경쟁력을 높이겠다”고 말했다.

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