전체기사 최신뉴스 GAM 라씨로
KYD 디데이
산업 제약·바이오

속보

더보기

최적 유전자 가위 추천하는 알고리즘 개발

기사입력 : 2020년06월25일 10:09

최종수정 : 2020년06월25일 10:09

IBS 나노의학 연구단, 13종 유전자 가위 교정 효율 비교분석
가장 효율적인 유전자 가위로 최상의 조건에서 질환 치료 기대

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 유전자를 교정하고자 하는 상황에 따라 가장 효율적인 유전자 가위를 추천해주는 알고리즘이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 김형범 연구위원(연세대의대 약리학교실 교수) 연구팀은 13종 유전자 가위 변이체들의 효율을 비교‧분석하고, 표적 염기서열에 따른 최적의 교정 도구를 골라주는 딥러닝 기반 시스템인 'DeepSpCas9variants'를 개발했다고 25일 밝혔다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 =정확성을 높인 변이체의 교정 정확도 분석. [제공=IBS] 2020.06.25 swiss2pac@newspim.com

크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)는 유전자의 특정 지점을 교정하는 기술이다.

유전자 가위는 표적으로 정한 DNA의 특정 염기 서열 정보를 지닌 가이드RNA와 염기서열을 자르는 절단효소로 구성된다. 사람 몸에 자주 침입하는 세균인 화농성연쇄상구균(S.pyogenes)에서 가져온 SpCas9가 절단효소로 가장 널리 쓰인다.

SpCas9는 효율이 높다는 장점이 있지만, 표적(target) 이외의 지점을 잘라내는 표적이탈(off-target)이 빈번히 발생한다는 제한이 있다. 이에 따라 표적이탈 발생 문제를 보완하기 위해 정확성을 높인 변이체(high-fidelity variant) 들이 개발됐다. 유전자 가위의 범용성을 높인 PAM 변이체(PAM variant) 들이 개발됐다.

유전자 가위의 약점 보완을 위해 여러 절단효소 변이체가 개발됐지만, 각 성능과 장‧단점을 체계적으로 분석한 연구는 없었다. 이 때문에 어떤 상황에서 어떤 유전자 가위를 사용해야 하는지 선택이 어려웠다.

연구진은 대용량 검증 기술을 이용해 13종 SpCas9 변이체들의 상황에 따른 유전자 교정 효율을 밝혀내 이 문제를 해결했다. 연구진은 동일한 조건에서 인간배아신장세포를 이용해 유전자 교정 실험을 진행하며, 8종의 PAM 변이체의 교정 효율을 분석했다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 김형범 IBS 나노의학 연구단 연구위원(교신저자). [제공=IBS] 2020.06.25 swiss2pac@newspim.com

그 결과, 4종의 변이체가 인간배아신장세포 교정에 적절한 것으로 나타났다. 그중 범용성이 가장 높은 것으로 평가된 SpCas9-NG 절단효소의 경우 PAM 서열로 쓰일 수 있는 156개의 서열 중 89개의 서열을 인식했다. 다른 변이체에 비해 표적할 수 있는 부위가 더 많다는 의미다.

한편, 6종의 정확성을 높인 변이체 중 표적이탈 발생이 가장 적은 변이체도 찾아냈다. evoCas9가 0.89의 정확성을 보여 가장 높게 평가됐다. 반면, SpCas9의 정확성은 0.35로 나타났다.

이 정보를 토대로 연구진은 최적의 유전자 가위를 추천해주는 딥러닝 기반 알고리즘 'DeepSpCas9variant'를 개발했다. 이 알고리즘을 이용하면 교정하고자 하는 특정 염기서열을 인식할 수 있는 변이체를 확인할 수 있는 것은 물론 기대되는 교정효율까지 알아낼 수 있다.

김형범 연구위원은 "지금껏 밝혀지지 않았던 여러 유전자 가위 변이체들의 차이를 체계적으로 분석한 연구로, 정확한 유전자 교정 도구를 선택하는 가이드라인을 제시할 수 있다"며 "표적이탈로 인한 돌연변이 등 부작용을 최소화하며 가장 효율적인 도구를 이용해 최상의 조건에서 유전적 질환을 치료할 수 있게 될 것"이라고 말했다.

이번 연구성과는 네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology, IF 31.864) 6월 9일자 온라인판에 게재됐다.

swiss2pac@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
카카오, '오픈AI'와 전략적 제휴 [서울=뉴스핌] 양태훈 기자 = 카카오가 오픈AI와 국내 기업 최초로 전략적 제휴를 체결하고, 카카오톡과 AI 에이전트 '카나나' 등 주요 서비스에 챗GPT 기술을 접목하는 등 한국형 AI 서비스 대중화에 나선다. 4일 카카오는 서울 중구 더플라자호텔에서 열린 기자간담회에서 AI 기술을 통한 새로운 서비스 패러다임을 제시하며, 이용자 중심의 AI 서비스 대중화 청사진을 공개했다. 정신아 카카오 대표는 키노트를 통해 AI가 가져올 일상의 혁신적 변화를 제시했다. 그는 "카카오는 모든 관계가 무제한으로 확장되는 가운데, 나만의 맞춤형 초개인화 일상이 존재하는 세상을 그리고 있다"며 "지인과 비지인의 경계를 넘어 AI 에이전트로 관계가 확장되고, 쇼핑이나 메시지 등을 개별적으로 수행하는 것을 넘어 나에게 적합한 초개인화된 기술이 복합적으로 수행될 것"이라고 전망했다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 정신아 카카오 대표와 샘 올트먼 오픈AI CEO가 4일 오전 서울 중구 더 플라자 호텔에서 열린 카카오 미디어데이에서 기념촬영을 하고 있다. 2025.02.04 mironj19@newspim.com 이어 "모바일 시대 카카오는 메시지, 커머스, 모빌리티, 엔터테인먼트, 금융 등 일상에서 국내 최고 플랫폼 회사로 시대의 기술을 쉽게 쓸 수 있도록 제시했다"면서 "AI 시대에도 이 가치 본질은 변하지 않을 것"이라고 카카오의 핵심 가치를 강조했다. 나아가 "사용자에게 집중해 의미 있는 가치를 창출하고, 사용자가 가장 쉽게 AI를 활용하고 일상이 편리하게 하는 것이 카카오가 제공할 핵심적 가치"라며 "이를 위해 카카오는 AI 기술이 일상을 편리하게 할 수 있도록 경쟁력 있는 기술과 서비스 구축에 주력하고 있다"고 설명했다. 카카오는 이러한 비전 실현을 위해 'AI 모델 오케스트레이션' 전략을 핵심으로 내세웠다. 정 대표는 "카카오만의 차별화된 경쟁력은 단순 서비스 제공에 그치지 않고 카카오 전체 생태계를 활용해 사용자 맥락을 심도 있게 분석하는 것"이라며 "이를 위해 서비스별 특성에 맞는 최적의 AI 모델을 선별적으로 활용하고, 때로는 여러 모델을 복합적으로 조합해 최상의 사용자 경험을 제공하고 있다"고 설명했다. [서울=뉴스핌] 최지환 기자 =샘 올트먼 오픈AI CEO가 4일 오전 서울 중구 더 플라자 호텔에서 열린 카카오 미디어데이에서 취재진 질문에 답변하고 있다. 2025.02.04 choipix16@newspim.com 또 "사용자들이 각각의 AI 모델 특성을 일일이 파악하고 선택할 필요 없이, 오케스트레이션을 통해 자동으로 최적의 결과를 받아볼 수 있도록 시스템을 구축했다"면서 "이는 카카오가 가진 플랫폼 역량과 AI 기술의 결합이 만들어낸 혁신"이라고 강조했다. 카카오는 AI 에이전트 '카나나(Kanana)'를 통해 이러한 전략을 가장 먼저 구현할 계획이다. 카나나는 일대일 대화뿐 아니라 그룹대화에서도 맥락을 이해하고 적절한 답변을 제시하는 등 이용자의 관계 형성과 강화를 돕는 서비스로, 카카오는 자체 언어모델과 오픈AI의 최신 기술을 결합해 한국 이용자들에게 최적화된 AI 경험을 제공할 예정이다. 정 대표는 "기술적으로는 한국에서 한국 상황을 가장 잘 이해하는 카나나 모델을 자체 개발 중이고 파인튜닝을 통해 고도화하고 있다"면서 "개발자들이 모델을 활용하기 쉽도록 카카오 AI 플랫폼을 통해 다양한 서비스에 AI 기술이 쉽게 적용될 수 있게 했다"고 설명했다. [서울=뉴스핌] 최지환 기자 =샘 올트먼 오픈AI CEO가 4일 오전 서울 중구 더 플라자 호텔에서 열린 카카오 미디어데이에서 취재진 질문에 답변하고 있다. 2025.02.04 choipix16@newspim.com 또한 "모든 사용자가 안전한 환경에서 서비스를 제공받을 수 있도록 자체 세이프가드를 개발해 악의적 인용이나 편향성 이슈가 없도록 AI 윤리 원칙을 작동하고 있다"고 덧붙였다. 샘 올트먼 오픈AI CEO는 이날 카카오와의 협력에 대한 기대감을 전했다. 샘 올트먼 CEO는 "카카오는 기술이 일상생활을 풍요롭게 하는 방식에 대한 깊은 이해를 가지고 있으며, 이용자들에게 혁신적인 경험을 지속적으로 제공해 왔다"면서 "카카오의 수많은 이용자들에게 첨단 AI를 제공하고, 이 기술을 카카오의 서비스에 통합해 이용자들의 소통과 연결 방식을 혁신하는 데 협력할 수 있게 되어 매우 기쁘다"고 말했다. 샘 올트먼 CEO는 한국 시장의 잠재력을 높이 평가하며 협력의 구체적인 방향성도 제시했다. 그는 "한국은 에너지, 반도체, 인터넷 기업 등 강력한 AI 도입 기반을 갖춘 시장으로, AI 채택률이 놀라운 수준으로, 우리에게 매우 중요한 시장이 될 것"이라며 "장기적인 관점에서 카카오와 AI, 메시징에 대한 비전을 공유하고 있어 함께 탐구할 수 있는 영역이 매우 많다"면서 "생산성과 엔터테인먼트 등 모든 분야에서 협력이 가능할 것"이라고 전망했다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 정신아 카카오 대표가 4일 오전 서울 중구 더 플라자 호텔에서 열린 카카오 미디어데이에서 발표를 하고 있다. 2025.02.04 mironj19@newspim.com AI 기술 발전과 관련해서는 "지속적으로 새로운 모델로 진전을 이루고 있으며, 작년과 비교해 운영 비용이 10배 가량 감소했다"면서 "6개월 전에는 불가능했던 것들이 이제는 가능해졌으며, GPT를 통해 수개월 걸리던 작업이 훨씬 더 빨라졌다. AI 역량이 기하급수적으로 증가하는 가운데 비용은 지속적으로 절감되고 있어, 머지않아 GPT4가 모바일에서도 구현되는 시대가 올 것"이라고 예측했다. 특히 AI 안전성에 대해서는 "AI 안전성은 나중에 생각할 문제가 아니라 개발 단계부터 고려해야 할 핵심 요소로, 특히 AI 에이전트 개발에서는 안전성이 더욱 중요해질 것"이라며 "컴퓨터를 실제 제어할 수 있는 에이전트에서 안전은 추상적인 아이디어가 아니다"라며 "안전과 공동 프로덕트 개발은 같은 선상에서 고려돼야 한다"고 강조했다. 한편, 카카오와 오픈AI는 지난해 9월부터 기술과 서비스, 사업 등 다양한 범위에서 협력 방안을 논의해왔다. 카카오는 이번 협력을 통해 5000만 카카오톡 이용자를 위한 다양한 AI 서비스를 준비 중이며, 향후 한국 시장에 특화된 공동 상품도 개발할 예정이다. 오픈AI와 챗GPT 로고. [사진=뉴스핌DB] 정신아 대표는 "이번 파트너십으로 카카오는 국내에서 가장 앞선 AI 기술 환경을 확보하게 됐다"면서 "한국 시장을 깊이 이해하는 카카오와 글로벌 서비스 경험이 풍부한 오픈AI의 시너지를 통해 혁신적인 AI 서비스를 선보이겠다"고 밝혔다. 이어 "오랜 기간 축적한 플랫폼 서비스 역량을 바탕으로 이용자를 가장 잘 이해하는 개인화된 AI를 구현하는 것이 우리의 목표"라고 강조했다. dconnect@newspim.com 2025-02-04 13:24
사진
'최대 9.54%' 청년도약계좌 유리한 은행은? [서울=뉴스핌] 송주원 기자 = 청년세대의 중장기 자산형성 지원책인 청년도약계좌 2월 가입이 열렸다. 은행별로 급여통장, 카드 실적 등 조건에 따라 우대금리를 제공하기 때문에 가입 희망자들은 자신에게 적합한 조건을 따질 필요가 있다. 3일 서민금융진흥원에 따르면 청년도약계좌 2월 가입신청기간은 이날부터 14일까지다. 서민금융진흥원 CI. [사진=서민금융진흥원] 청년도약계좌는 매월 취급 은행 애플리케이션(앱)에서 신청해 가입요건 확인 절차를 거쳐 계좌를 개설할 수 있다. 이번 가입대상으로 안내받은 1인가구는 2월20일~3월14일에, 2인 이상 가구는 3월4일~14일에 계좌를 개설(영업일만 가능)할 수 있다. 취급은행은 NH농협·신한·우리·하나·IBK기업·KB국민·부산·광주·전북·경남·iM뱅크(구 대구은행) 등이다. 은행별로 기본 금리와 우대 금리 및 우대 조건이 차이가 있어 자신에게 유리한 은행이 어딘지 살펴보고 가입하는 것이 좋다. 은행연합회 소비자포털의 예금상품금리비교 탭에서 기본 금리와 우대 금리 및 우대 조건을 비교할 수 있다. 청년도약계좌는 5년 동안 일정 금액을 내면 만기에 본인 저축액, 은행 이자와 더불어 정부 기여금을 받을 수 있는 상품으로 청년의 목돈 마련을 지원하기 위해 출시됐다. 납입 금액은 월 1000원부터 70만원 범위에서 선택할 수 있으며 월 70만원씩 5년간 적립하면 만기에 약 5000만원을 모을 수 있다. 지난 1월에는 누적 162만 명이 계좌를 개설했다. 금리가 상대적으로 높은 데다 비과세 혜택도 받을 수 있다. 연 소득 2400만원 이하면 최고 연 6% 금리를 제공한다. 이보다 소득이 높으면 최고 연 5.5% 금리를 적용받을 수 있다. 총 급여 6000만원 이하면 정부가 기여금을 붙여주는 구조다. 청년도약계좌 가입자 모두에게 이자소득세 및 농어촌특별세 비과세가 적용된다. 정부 지원금과 비과세 혜택까지 고려하면 실질금리 수준은 더 높다. 이에 더해 올해부터 만기 때 받을 수 있는 금액이 더 늘어난다. 금융위원회는 월 최대 기여금을 기존 24000원에서 33000원으로 늘렸다. 총 급여 2400만원 이하 가입자가 월 70만원씩 5년간 가입하면 4200만원을 납입해 만기 때 최대 5061만원까지 불릴 수 있다. 연 9.54% 일반 적금에 가입한 것과 같은 수준이다. 총 급여 3600만원 이하는 만기 때 최대 4981만원, 총 급여 4800만원 이하는 최대 4956만원을 받는다. jane94@newspim.com 2025-02-03 08:57
안다쇼핑
Top으로 이동