[디지털바이오 융합] ① 염색체부터 전임상까지…전국민 바이오데이터 활용법 겨룬다

기사입력 : 2023년05월23일 10:06

최종수정 : 2023년06월01일 09:53

디지털융합 등 바이오연구 패러다임 전환
구글 알파폴드로 디지털융합 신기원 마련
바이오 데이터 활용 대회 6월말까지 신청

디옥시리보핵산(DNA)가 이중나선 구조로 돼 있다는 것이 발견된 지 올해로 70주년이 됐다. DNA에는 생물의 복잡한 정보가 담겼다. 이를 토대로 생체고분자 분석기술이 발전되고 국제사회는 생명유전정보 연구에 팔을 걷었다. 우리나라 역시 국가 바이오데이터 스테이션(K-BDS)을 구축해 이제는 디지털바이오 융합 연구에 박차를 가하고 있다. 이에 <뉴스핌>은 인공지능 시대 속 디지털바이오 연구의 현주소를 진단하고 향후 바람직한 대응책을 모색해 본다.

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = "바이오 연구는 새로운 차원으로 발전해 유전학, 유전체학 등의 미스테리를 풀었습니다."

바이오 연구를 도맡아온 한국생명공학연구원의 한 연구자의 평가다. 더구나 코로나바이러스감염증-19로 인한 팬데믹 상황에서 빅데이터 분석은 인류가 치명적인 감염병을 극복할 수 있는 해결책을 제시했다.

실제 빅데이터 분석은 표적 식별부터 시작해 임상 시험, 실시간 모니터링, 배포 전략, 부작용 감시에 이르기까지 코로나19 백신 개발의 모든 단계에서 중요한 역할을 했다. 빅데이터를 사용해 연구 프로세스를 가속화하고 증거를 기반으로 하는 의사 결정을 가능하게 했다. 전세계적으로 COVID-19 백신의 성공적인 개발 및 배포에도 기여했다.

◆ '자연 관찰의 시대에서 디지털융합 시대로'…바이오연구 패러다임 변화

인류가 출현하기 전부터 다양한 생물이 존재했다. 인류는 바이오 연구의 역사를 구분할 때 크게 ▲자연관찰의 시대(~18세기) ▲미생물 연구 시대(19세기) ▲유전자 연구 시대(20세기) ▲디지털 융합 시대(21세기) 등으로 나눴다.

기원전부터 시작해 자연관찰의 시대에서는 신학과 과학의 구분이 모호했다. 생물체에 대한 이해 부족으로 자연발생설을 믿게 된다. 이를 두고 아리스토텔레스는 생물은 자연스럽게 생겨나는 것으로 정의했다.

이후 미생물 연구 시대에서 미생물, 질병, 멸균 등이 연구됐다. 미생물 존재, 이에 따른 부패와 질병 발병 원인을 발견했다. 이때 비로소 과학적 바이오 여누의 기틀이 마련됐다. 파스퇴르는 플라스크 가열 실험으로 생물속생설을 입증했다.

생물속생설은 생물이 모두 그 어버이로 인해 생긴다고 주장하는 이론이다. 생물은 무생물에서 자연적으로 만들어진 것이라는 자연발생설에 대응하는 개념이다.

DNA의 이중 나선 구조 모습 [자료=게티이미지뱅크] 2023.04.24 biggerthanseoul@newspim.com

20세기 들어 1853년 DNA의 이중나선구조가 처음으로 발견됐다.

1953년 4월 25일 제임스 왓슨(James Watson)과 프랜시스 크릭(Francis Crick)은 유전 정보를 다음 세대로 전달하는 물질인 DNA의 구조가 이중나선형이라는 내용이 담긴 논문을 '네이처'에 발표했다. 이들은 9년 뒤 노벨 생리의학상을 수상하기도 했다.

유전자 연구를 통해 RNA와 단백질 등을 분자단위로 연구하는 분자생물학도 발전했다. RNA는 핵산의 일종으로, 유전자 본체인 디옥시리보 핵산(DNA)이 가지고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 직접적으로 작용하는 고분자 화합물을 말한다.

21세기로 들어서면서 바이오 연구는 신기원을 맞게 된다.

바로 디지털 융합 시대인 것이다. 인간게놈 유전자 지도가 2000년에 발표되고 생물정보학 시대가 본격화됐다. 인공 세포를 제작해 활용하는 합성생물학도 함께 발전했다.

AI‧빅데이터를 활용해 생명현상에 대한 분석‧예측을 할 수 있게 됐다. 디지털과 바이오가 결합하면서 생명연구에 대한 다양한 도전과제에 접근할 수 있게 됐다.

구글 알파벳의 딥마인드가 개발한 인공지능 플랫폼인 알파폴드. 알파폴드는 단백질 접힘 연구에서의 난점을 돌파하기 위해 딥러닝 알고리즘을 활용해 개발됐다. 단백질 접힘 연구를 시뮬레이션한 모습 [자료=딥마인드] 2023.05.22 biggerthanseoul@newspim.com

디지털과 바이오의 융합은 2018년 구글 모기업인 알파벳의 딥마인드 부서가 내놓은 '알파폴드' 이후 새로운 변화를 가져왔다. 알파폴드는 단백질 구조 예측 AI 플랫폼이다. 2022년 7월 28일 딥마인드는 알파폴드를 통해 이제까지 알려진 거의 모든 단백질 구조를 예측하는 데 성공했다.

과학기술정보통신부 한 관계자는 "이제는 바이오 분야의 연구를 하기 위해서는 빅데이터를 학습해 최대한의 효율을 끌어올릴 수 있도록 AI 기술을 접목할 때"라며 "디지털 바이오라는 측면에서 바이오 데이터를 충분히 축적해 인류의 과제를 해결하는 데 활용할 수 있을 것"이라고 전망했다.

◆ '바이오 데이터의 가치를 높여라'…바이오 데이터 활용 경진대회 전개

과기부 역시 그동안 축적해놓은 바이오 데이터의 가치를 높이기 위해 빅데이터 활용에 초점을 맞췄다.

과기부는 지난달 25일부터 오는 10월 31일까지 '2023년 바이오데이터 활용 경진대회'를 연다. 이번 경진대회는 생명공학‧정보통신(ICT) 분야를 공부하는 학생 등 국민의 바이오 데이터에 대한 관심을 유도하기 위해 열리게 되는 것이다.

지난해 12월부터 본격적으로 운영되고 있는 범부처 바이오 연구데이터 통합 공유 플랫폼인 국가 바이오 데이터 스테이션(K-BDS)을 활용, 바이오 데이터의 가치를 높이는 데이터 활용 사례를 발굴하기 위해서다.

과기부는 지난달 25일부터 오는 10월 31일까지 '2023년 바이오데이터 활용 경진대회'를 연다. [자료=과학기술정보통신부] 2023.05.22 biggerthanseoul@newspim.com

바이오 연구데이터에 관심이 있는 국민이면 누구나 개인 또는 팀 단위로 경진대회에 참가할 수 있다. 우선 다음달 30일까지 K-BDS 누리집에 참가 신청서를 제출하면 된다.

참가자 (팀)중 7월 말 1차 서면 심사에서 데이터 활용 최종 수상자(팀)의 4배수 가량이 선정된다. 10월 중순 2차 발표심사에서 데이터 활용 결과에 대한 심사를 진행해 수상자가 결정된다.

참가자(팀)는 K-BDS에 등록된 데이터를 사용해야 한다. 참가자(팀)가 보유한 데이터 또는 국 내‧외에 공개된 데이터를 활용하고자 할 경우에는 6월 30일까지 K-BDS에 등록한 뒤 사용해야 한다.

1차 서면심사를 통과한 2차 심사 대상자(팀)는 K-BDS의 분석환경에서 데이터 분석을 수행한다. K-BDS는 유전체 빅데이터 분석 환경(Bio-Express)과 고성능 GPU 장비 기반의 인공지능(AI) 개발 및 데이터 분석 환경 등으로 구축돼 연구자가 손쉽게 사용할 수 있다.

이번 경진대회를 위해 ▲차세대 염기서열(NGS) 분석 ▲마이크로 어레이(Microarray) 데이터 ▲단백체 데이터 ▲대사체 데이터 ▲화합물 데이터 ▲이미지 데이터 등을 제공한다.

이번 경진대회에서는 K-BDS에서 제공된 다양한 데이터를 활용하는 데이터 활용 부문과 K-BDS 플랫폼, 정책, 기술의 혁신적인 아이디어를 선정하는 혁신 아이디어 부문으로 나눠 시상한다.

이창윤 과기부 연구개발정책실장은 "바이오 분야에 우리나라가 앞서있는 디지털 기술과 융합을 통해 연구 효율성과 산업의 생산성을 높이기 위해서는 바이오 데이터의 적극적인 공유와 활용이 필요하다"며 "이번 경진대회를 통해 바이오 데이터에 가치를 더해 활용성을 높이는 성과들이 나오길 기대한다"고 말했다.

biggerthanseoul@newspim.com

(※ 본 기획보도는 한국생명공학연구원의 지원을 받아 작성되었습니다.)

[관련기사]

[관련키워드]

바이오 디지털 융합

GAM - 해외주식 투자 도우미

[AI의 종목 이야기] 야데니 "기술주, 장기 투자자에게 진입 적기"

블루아울 주가 최저치 '털썩'…사모대출 불안

[홍콩 대장주] 메이퇀 ③ 신성장 동력의 '폭발적 성장'

[홍콩 대장주] 메이퇀② 실적은 고속 상승, 밸류는 역대 저점

[뉴스핌 베스트 기사]

사진

트럼프 "항공기 155대 투입 미군 구조" [워싱턴=뉴스핌] 박정우 특파원 = 도널드 트럼프 미국 대통령은 6일(현지시간) 백악관 브리핑룸에서 기자회견을 자청해, 지난 주말 이란 영토 깊숙한 곳에서 성공적으로 진행된 실종 미 공군 무기담당 장교(WSO) 구출 작전의 전말을 공개했다. 앞서 조종사가 먼저 구조된 가운데, 홀로 적진에 남겨졌던 동료 장교까지 무사히 귀환시키면서 미군은 이번 작전을 "인류 역사상 유례없는 기적"이라고 평가하며 압도적인 특수 작전 능력을 과시했다. ◆ CIA 첨단 감시망의 승리... "45분간의 숨 막히는 추적" 트럼프 대통령의 설명에 따르면, 이번 구조의 일등 공신은 존 래트클리프 국장이 이끄는 중앙정보국(CIA)의 정밀 감시망이었다. CIA는 지난 3일(현지시간) 이란 이스파한 남부의 자그로스 산맥에서 야간 폭격 임무 중 격추된 미 공군 F-15E 전투기에 타고 있던 무기 담당 장교가 험준한 산맥에 홀로 고립된 뒤 이란 내 험준한 산악 지형을 샅샅이 뒤진 끝에 약 40마일(64km) 거리의 산등성이에서 미세한 움직임을 포착했다. 트럼프 대통령은 "처음에는 확신할 수 없었지만, 감시 카메라를 45분간 고정하고 지켜봤다"며 "한참을 움직이지 않던 미군 장교가 마침내 일어서는 순간 '찾았다'는 확신이 들었다"고 당시의 긴박했던 순간을 전했다. 그는 특히 밤에도 낮보다 더 선명하게 사물을 식별할 수 있는 미군의 독보적인 야간 투시경 기술이 이번 작전의 결정적 열쇠였다고 덧붙였다. 이날 기자회견에서 존 래트클리프 CIA 국장은 실종된 미군을 찾고 그가 홀로 생존해 있다는 것을 확인하기 위해 '인적 자산(휴민트)'과 '정교한 기술력'을 모두 동원했다고 밝혔다. ◆ "7개 가짜 지점 운용"…이란군 따돌린 대규모 기만 작전 이번 구조 작전에는 적을 혼란시키기 위한 고도의 기만술(Subterfuge)이 동원됐다. 트럼프 대통령은 이란군 수천 명이 수색을 벌이는 상황에서 미군이 7곳의 가짜 지점을 운용해 이란군의 시선을 분산시켰다고 밝혔다. 그는 "이란군은 미군기 9대가 특정 해안 상공을 선회하는 것을 보고 실종 미군이 그곳에 있다고 믿었을 것"이라며 "적을 완벽히 속인 덕분에 단 한 명의 사상자도 없이 미군을 무사히 구출해 이란 영토를 빠져나올 수 있었다"고 강조했다. 구조 작전의 규모도 상상을 초월했다. 댄 케인 합참의장은 이번 작전에 폭격기 4대, 전투기 64대, 공중 급유기 48대, 구조 전용기 13대 등을 포함해 총 155대의 항공기가 투입됐다고 밝혔다. 작전 과정에서 위기의 순간도 있었다. 전장 위를 낮고 느린 속도로 비행해 구조 헬기를 보호하며 적의 공격을 최전선에서 막는 이른바 '샌디(Sandy)' 임무를 수행하던 A-10 워트호그 공격기가 적의 대공 미사일에 수차례 피격된 것. 그러나 A-10 조종사는 기체가 손상된 상태에서도 끝까지 비행해 이란 영토를 벗어난 뒤 우호 지역 상공에서 안전하게 비상 탈출했다. 트럼프 대통령은 또 구조 작전 중 수백 명의 특수부대원이 투입되었으며, 이들은 적진 한복판에서 7시간가량 머물며 작전을 수행했다고 밝혔다. 이어 구조 작전 중 이륙에 어려움을 겪은 수송기들이 있었다며 해당 항공기들에는 이란 측에 넘어가서는 안 되는 통신 장비와 대공 미사일 방어 기술이 포함되어 있었기 때문에 파괴했다고 밝혔다. ◆ 헤그세스 "부활절 아침의 기적" 피트 헤그세스 국방장관은 이번 구조 작전을 기독교의 '성삼일(Triduum)'에 비유하며 의미를 더했다. 그는 "성금요일에 격추되어 토요일 내내 동굴에 숨어있던 미군 장교가 부활절 일요일 아침 해가 뜰 때 이란을 탈출했다"며 이번 작전 성공을 "부활절의 기적"이라고 치켜세웠다. 트럼프 대통령은 회견을 마무리하며 "수백 명의 요원이 투입된 위험천만한 임무였지만, 실종된 미군을 무사히 데려오는 것이 그만한 가치가 있다고 판단했다"며 작전 성공에 강한 자부심을 드러냈다. ◆ 트럼프, 구조 작전 기밀 유출에 "출처 밝히지 않으면 감옥 갈 것" 한편 트럼프 대통령은 이날 회견에서 F-15E 조종사가 구조되었다는 소식이 두 번째 승무원이 안전해지기도 전에 언론에 유출된 것에 대해 언론사와 '유출자'를 향해 강한 분노를 표출했다. 그는 "해당 내용을 보도한 언론사에 가서 국가 안보를 위해 (정보원을) 넘기지 않으면 감옥에 가게 될 것이라고 말할 것"이라며 "결국 누가 유출했는지 찾아낼 수 있을 것"이라고 말했다. 이어 "기사를 쓴 사람은 입을 열지 않으면 감옥에 가게 될 것"이라고 덧붙였다. 도널드 트럼프 미국 대통령과 피트 헤그세스 국방장관, 댄 케인 합참의장이 2026년 4월 6일, 미국 워싱턴 D.C. 백악관 제임스 S. 브레이디 브리핑룸에서 열린 기자회견을 마치고 퇴장하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] dczoomin@newspim.com 2026-04-07 05:45

사진

황대헌 "임효준, 바지 벗긴뒤에도 놀려" [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 쇼트트랙 국가대표 황대헌(27·강원도청)이 임효준(린샤오쥔) 사건, 이른바 '팀킬' 논란, 올림픽 인터뷰 태도 등 자신을 둘러싼 논란 전반에 대해 장문의 입장문을 내고 직접 해명했다. 황대헌은 지난달 인스타그램에서 "사실이 아닌 부분들까지 기정사실처럼 받아들여지고 있어 마음이 무거웠다"고 예고한 뒤, 6일 소속사 라이언앳을 통해 A4 6장 분량의 입장문을 통해 2019년 진천선수촌에서의 임효준 바지 사건, 2023~2024시즌 박지원과의 연이은 충돌, 2026 밀라노·코르티나 동계올림픽 인터뷰 태도 논란에 대한 자신의 입장을 전했다. [서울=뉴스핌] 최승주 인턴기자 = 쇼트트랙 국가대표 황대헌이 2023년 서울 송파구 제너시스BBQ본사에서 열린 ISU 세계 쇼트트랙 선수권대회 홍보대사 위촉식에서 홍보대사로 위촉된 후 소감을 말하고 있다. 2023.02.09 seungjoochoi@newspim.com 먼저 2019년 6월 진천선수촌에서 벌어진 임효준 사건에 대해 황대헌은 "암벽 훈련을 하던 중 임효준이 갑자기 달려와 바지와 속옷을 잡아당겨 엉덩이가 다 노출됐다. 주변에 여자 선수와 미성년 선수도 있었다"며 "동성끼리만 있는 상황도 아니었고, 속옷까지 벗기는 건 선을 넘은 행동이라 느꼈다. 너무 수치스럽고 당황스러웠다"고 주장했다. 사건 직후 임효준의 진심 어린 사과를 기대했지만 오히려 이름을 부르며 춤을 추는 등 장난과 조롱이 이어졌다고도 했다. 이후 언론 보도로 '성기 노출' 표현이 등장하자 황대헌 측 어머니가 먼저 임효준 측과의 만남을 제안했고 이 자리에서 임효준이 사과했다고 설명했다. 황대헌은 "그 자리에서 '형이 진심이라면 괜찮다'고 말했는데, 말이 끝나자마자 미리 프린트된 확인서에 서명을 요구받았다"고 했다. 해당 확인서에는 임효준의 잘못과 반성을 적는 대신 황대헌이 사과를 수용하고 화해했으며 처벌을 원치 않는다는 내용이 중심이었다고 주장하며 "그날을 기점으로 사과가 진심으로 다가오지 않았다"고 말했다. 당시 '집 앞 문전박대'로 알려진 장면에 대해서도 반박했다. 황대헌에 따르면, 그해 10월 임효준의 어머니가 예고 없이 집을 찾아와 1시간가량 대문을 두드려 주민 항의가 빗발쳤고 어머니가 경찰을 불러 돌려보냈을 뿐 본인과 임효준은 그 자리에 없었다는 것이다. 아울러 같은 날 훈련 중 자신이 여선수 엉덩이를 주먹으로 친 장난이 형사 사건으로 번져 피의자 신분으로 조사받았지만 해당 여선수가 '장난이었다'고 진술해 혐의없음 처분을 받았다고 해명했다. [밀라노=로이터뉴스핌] 밀라노 코르티나 2026 올림픽에 출전한 쇼트트랙 선수 황대헌이 지난 14일 이탈리아 밀라노 아이스 스케이팅 아레나에서 열린 남자 1500m 시상식에서 은메달을 획득하고 포즈를 취하고 있다. 2026.02.11 photo@newspim.com 그러면서도 그는 "당시엔 너무 수치스럽고 감내하기엔 어린 나이였다"면서 "이렇게까지 될 일은 아니었는데 돌이킬 수 없는 상황이 된 건 안타깝다"고 했다. 임효준이 징계와 귀화까지 선택하는 과정 전체를 돌아보며 "시간이 많이 지났고, 임효준 선수가 올림픽에서 '나쁜 감정 없다'고 한 것처럼 나도 이제 괜찮다. 언제든 만나서 남은 오해를 풀고, 좋은 모습으로 경쟁하길 바란다"고 덧붙였다. 동료 박지원(서울시청)과의 '팀킬' 논란에 대해서도 입장을 밝혔다. 그는 "자신은 스피드와 파워 기반의 순간 가속으로 추월을 시도하는 공격형 스타일이고 박지원은 코스 마킹과 레이스 운영에 강한 안정적인 선두 주도형"이라며 "장점이 극명하게 달라 치열한 순위 싸움에서 부딪힐 일이 많았다"고 설명했다. 소속사를 통해 사과 의사를 전달해 직접 만나 사과했고 박지원이 이를 받아줬다고 밝혔다. 황대헌은 "단 한 번도 고의로 누군가를 방해하거나 해칠 생각으로 경기에 나선 적이 없다"고 강조하면서 "쇼트트랙 특성상 접촉·충돌 없이 타겠다고 약속드리면 거짓말이겠지만 오해의 소지가 없도록 더 조심하겠다"고 말했다. [밀라노 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자= 황대헌이 15일(한국시간) 2026 밀라노·코르티나담페초 동계올림픽 쇼트트랙 남자 1500m 시상식에 오르며 주먹을 불끈 쥐고 있다. 2026.02.15 psoq1337@newspim.com 2026 밀라노·코르티나 동계올림픽에서의 인터뷰 태도 논란에 대해서는 "전적으로 내 부족함 때문"이라며 고개를 숙였다. 남자 1500m 은메달 직후 금메달리스트 판트바우트가 "과거 황대헌의 전략을 벤치마킹했다"고 언급하자 관련 질문이 이어졌지만 황대헌은 "훌륭한 선수와 경쟁해 영광"이라는 짧은 말 뒤 말을 아껴 '답변 거부' 비판을 받았다. 그는 "추가 질문이 반복되면서 당황했고 마이크를 굽히는 행동도 오해를 불렀다"고 했다. "마이크 소리가 너무 크게 느껴져 다음 질문 안내 멘트가 그대로 방송되는 게 민망해 순간적으로 기울였을 뿐"이라며 "표정과 행동 모두 부족함에서 비롯된 것으로 관계자·팬 여러분께 진심으로 사과드린다"고 밝혔다. 황대헌은 "이 입장문으로 비난이 멈출 것이라 기대하진 않는다"면서 "여전히 부족한 점이 많고 승부욕이 앞서 때로는 이기적인 모습도 보였다는 것을 안다"고 했다. 오는 2026-2027시즌 대표 선발전에는 나서지 않겠다고 밝히면서도 "국가대표 은퇴는 아니며, 서른을 넘겨 맞이할 다음 올림픽에도 도전하고 싶다"며 향후 복귀 가능성은 열어뒀다. 소속사 라이언앳은 "잘못 전달된 정보와 오해를 바로잡고, 본인의 부족함도 돌아보겠다는 취지"라고 설명하며 "황대헌은 현재 심리적·신체적으로 지쳐 이번 국가대표 선발전에는 나서지 않는다. 향후 국내 대회 출전은 컨디션을 보고 결정할 것"이라고 밝혔다. 또한 "황대헌 관련 악의적 허위사실 유포, 명예훼손, 성희롱, 인신공격성 게시물과 댓글을 수집 중이며 선처 없이 강경 대응하겠다"고 덧붙였다. psoq1337@newspim.com 2026-04-06 20:50