구글 딥마인드, 분자 자료 정리 돕는 화학 연구 도구 공개

구글 딥마인드가 11월 3일(현지시간) 화학 연구용 도구 모음 Cheminformatics Skills를 소개했다. Google Antigravity에서 쓰는 도구로, 화학 정보를 컴퓨터로 다루는 작업을 돕는다. 구글 딥마인드는 연구자가 자료 정리에 쓰는 시간을 줄이고 가설을 세우는 데 집중하도록 만들었다고 밝혔다.

분자 자료 정리, 왜 어려울까

화학 연구에서는 같은 분자도 출처마다 다르게 적힌다. 논문에는 체계적인 화합물 이름으로 나온다. 특허에는 여러 구조를 한꺼번에 묶은 도식으로 실린다. 판매업체 목록에는 구조 데이터 파일로 올라온다. 연구자는 이렇게 흩어진 표현을 서로 연결하고 오류를 걸러내야 한다. 원자 하나나 결합 하나만 달라져도 전혀 다른 화합물이 되기 때문이다.

이미지: Google DeepMind

새 도구는 이런 자료를 다루는 연구 환경에 AI와 화학 전용 도구를 붙인다. 구글 딥마인드는 계산을 중심으로 연구하는 화학자와 실험실에서 직접 실험하는 화학자를 모두 대상으로 삼았다. 연구자의 컴퓨터에 있는 도구에 접근해 함께 작업하는 환경을 만든다는 설명이다. 연구자가 다루는 자료와 계산 도구를 하나의 작업 흐름으로 묶는 데 초점을 맞췄다.

AI와 계산 도구는 역할을 나눠 맡는다. 언어 모델은 작업 순서를 조율하고 데이터베이스를 찾아보며 과학적 판단을 돕는다. 분자 계산은 정해진 규칙대로 작동하는 화학 도구가 한다. 기반에는 오픈소스 화학 도구 RDKit을 쓰고, 화합물 정보를 모아 둔 ChEMBL과 PubChem에도 연결된다. 구글 딥마인드는 화학 분야에서 권장하는 작업 방식을 이 과정에 담았다고 설명했다.

분자 움직임을 줄이면 무엇이 좋을까

구글 딥마인드는 활용 사례로 분자의 움직임을 제한하는 약물 설계 기법을 들었다. 약물 분자는 일부 결합을 축으로 회전하면서 여러 입체 모양을 취할 수 있다. 표적에 붙으려면 그중 특정 모양을 유지해야 한다. 자유롭게 움직이던 상태를 포기하는 데 드는 에너지 부담은 결합력을 떨어뜨릴 수 있다. 분자 구조를 설계할 때 움직임까지 따지는 이유다.

이미지: Google DeepMind

이때 새 결합을 더해 분자가 움직일 수 있는 범위를 줄이는 방법을 쓴다. 적절한 위치에 결합을 만들면 표적에 붙기 좋은 모양을 유지하도록 도울 수 있다. 구글 딥마인드는 일부 비소세포폐암 치료에 쓰이는 crizotinib과 구조가 비슷한 lorlatinib을 사례로 들었다. crizotinib에는 주요 회전 가능 결합이 5개 있다. lorlatinib은 고리 구조를 만들어 실질적인 회전 가능 결합을 0개로 줄였고, 효능 향상 같은 효과로 이어졌다고 설명했다.

이번 도구가 겨냥한 변화는 연구자가 분자 자료를 정리하고 계산을 준비하는 부담을 덜어 주는 것이다. 구글 딥마인드는 AI의 작업 조율 능력과 화학 전용 도구의 계산을 합치는 방식을 내놓았다. 앞으로 볼 점은 실제 연구에서 자료 처리 시간을 얼마나 줄이는지, 분자 표현을 바꾸는 과정의 정확도를 어떻게 검증하는지다.