ChatGPT로 항생제 발견 가속화
세사르 데 라 푸엔테 박사와 연구팀은 새로운 도구를 활용해 항균제 내성에 맞서고 있습니다.
“우리가 아는 것이 얼마나 적고, 발견할 것이 얼마나 많은지 생각하면 놀랍습니다. 저는 젊은이들에게 이 점을 전하며 미래가 그들의 것임을 알려 주려고 합니다. 우리는 세상을 거의 이해하지 못하고 있습니다. 하지만 바로 그렇기 때문에 설렙니다. 과학이 도움을 줄 수 있는 곳이기 때문이죠.” — 세사르 데 라 푸엔테 박사
“ChatGPT 같은 도구는 과학적 발견을 앞당기는 데 도움을 줍니다. 저 같은 과학자에게는 그야말로 놀이터와도 같죠.”
갈수록 심각해지는 문제
현대 의학은 일상적인 질병과 수술, 출산 등에서 회복하도록 돕는 효과적인 항생제에 의존합니다. 하지만 갈수록 심각해지는 문제가 있습니다. 항생제가 맞서 싸우는 세균은 끈질기며, 항생제를 많이 사용할수록 내성균이 우세해질 기회도 늘어납니다. 이를 항균제 내성(AMR)이라고 합니다. 매년 약 500만 명의 사망이 세균의 항균제 내성과 관련되어 있으며, 이 수치는 2050년까지 두 배로 늘어날 전망입니다.
항균제 내성에 맞서려면 새로운 항생제가 반드시 필요합니다. 하지만 과학자들이 자연으로 나가 흙과 식물 등 유기물을 탐색해 활성 분자를 찾는 전통적인 방식은 시간이 오래 걸리고 시행착오가 많습니다. ChatGPT와 Codex 같은 도구 덕분에 세사르 데 라 푸엔테 박사와 연구팀은 항균제 내성에 맞설 새로운 분자를 더 빠르고 혁신적인 방식으로 찾아낼 수 있게 되었습니다. 그는 “우리는 모든 일을 디지털 속도로 해냅니다”라고 말합니다.
“제가 커피 한 잔을 마시는 사이에 연구팀이 새로운 항생제가 될 수도 있는 새로운 분자를 잔뜩 발견해 놓는 경우가 많습니다.”
“우리 연구실은 성공 여부가 불확실한 도전적인 프로젝트를 수행하지만, 성공하면 놀라운 성과로 이어집니다.”
—마르셀로 데르 토로시안 토레스
“Codex는 훌륭한 파트너입니다. 무언가를 구현하고 싶을 때 Codex가 단숨에 만들어 줍니다. 덕분에 시간을 절약하고 다른 일을 할 수 있죠.”
—에릭 하트먼
“실험 과학자인 제게 알고리즘을 개발하는 일은 엄청난 도약입니다. Codex로 스크립트를 작성하면 모든 실험에서 데이터를 같은 방식으로 시각화할 수 있습니다.”
—안젤라 체사로
생물학을 코드로 바라보기
데 라 푸엔테 연구실이 이룬 중요한 혁신 중 하나는 이 문제를 정보의 문제로 바라본 것입니다. 생명의 구성 요소인 DNA는 결국 하나의 코드입니다. ChatGPT 같은 도구를 활용하면 우리 세계를 규정하는 복잡한 시스템을 빠르게 분석하고, 수년이 아닌 몇 시간 만에 새로운 항생제 후보를 찾아내는 알고리즘을 만들 수 있습니다.
“이제는 5~6년이 아니라 단 몇 시간 만에 새로운 항생제 분자를 발견할 수 있습니다.”
“Codex를 사용하면 프로그래밍 경험이 전혀 없고 컴퓨터 과학의 언어를 이해하지 못하는 사람도 이제 프로그래밍을 할 수 있습니다.”
— 세사르 데 라 푸엔테 박사
안젤라는 실험실에서 실제 테스트에 사용할 분자를 만듭니다.
ChatGPT는 데 라 푸엔테 연구실의 업무 흐름에서 없어서는 안 될 요소가 되었습니다. “연구실의 공동 두뇌가 된 셈이죠. 우리가 수많은 아이디어를 입력하기 때문에 팀원마다 과학을 어떻게 바라보는지 알고 있습니다”라고 데 라 푸엔테 박사는 말합니다. “우리가 아이디어를 만들어 내는 방식과 독창성, 인간만이 더할 수 있는 요소까지 연구팀의 사고방식을 충실히 담아냅니다.”
Codex는 전통적인 과학자부터 계산생물학자, 머신러닝 엔지니어까지 다양한 팀원 사이의 장벽을 허물었습니다. “5년 전만 해도 데이터 분석 외에는 컴퓨터를 쓸 일이 없었던 사람들도 이제 계산생물학 연구를 할 수 있습니다. 데이터에서 패턴을 찾는 알고리즘을 작성하거나, 이전에는 불가능했던 방식으로 결과를 시각화할 수 있게 되었죠.”
“우리 연구실에는 화학자, 생물학자, 컴퓨터 과학자 등 다양한 배경의 사람들이 모여 있습니다. 각기 다른 분야에서 일하는 수많은 인재가 함께하고 있죠.”
—지아닝 바이
데 라 푸엔테 연구실이 대규모로 탐색하는 분자 구조의 시각화 이미지.
“AI는 여러 학문의 지식을 연결해 더 나은 질문을 던지고, 매우 어려운 문제를 해결할 더 나은 방법을 개발하도록 도와줍니다.”
—톈앙 렁
“거대한 문제에 도전하지 않는다면 제 일을 제대로 하고 있다고 할 수 없을 겁니다.”
항생제의 미래
인간의 창의성과 기계 지능의 결합은 의학의 흥미로운 미래를 열어가고 있습니다. 그는 “불과 몇 년 전만 해도 항균제 내성이 확산되는 속도와 인류가 새로운 분자를 개발하는 속도 간의 경쟁에서 우리가 뒤처지지 않을 수 있을지 비관적이었습니다”라고 말합니다. “하지만 최근 ChatGPT 같은 도구로 개발한 일부 시스템 덕분에 생각했던 것보다 훨씬 큰 희망을 품게 되었습니다.” 데 라 푸엔테 박사가 하는 모든 일은 고통을 줄이고 생명을 구한다는 단 하나의 목표를 향합니다. “오늘날 우리가 하는 일을 가능하게 해 줄 도구를 평생 기다려 왔습니다.”
“우리가 발견한 많은 분자가 실제로 오늘날의 병원체를 죽일 수 있다는 사실을 확인했습니다.”
— 세사르 데 라 푸엔테 박사
“컴퓨터로 만든 분자가 생명을 구할 수 있다고 상상해 보세요. 과학자들은 인류 역사상 그 누구도 발견하지 못한 무언가를 발견하는 순간을 위해 살아간다고 생각합니다.”