"복잡한 오가노이드 구조, AI로 단숨에 파악" 국제학술지 표지 논문 선정

국제학술지 '패턴스'의 10월호 표지 논문으로 넥스트앤바이오의 연구가 선정됐다. 사진은 10월호 표지./사진=넥스트앤바이오

바이오 플랫폼 기업 넥스트앤바이오가 오가노이드(세포를 3차원 배양해 만든 장기유사체·미니 장기) 분석법의 한계를 인공지능(AI) 기술로 돌파해 눈길을 끈다.

넥스트앤바이오는 AI로 오가노이드의 3차원 구조를 빠르고 정확하게 분석하는 연구를 진행해 결과를 국제 학술지 '셀'(Cell)의 자매지인 '패턴스'(Patterns)에 발표했다고 30일 밝혔다. 해당 연구는 10월호 표지 논문에 선정됐다.


인체 장기의 구조와 기능을 모사한 3차원 미니 장기인 오가노이드는 다양한 질병 연구와 신약 개발에 활용되고 있다. 하지만 오가노이드를 분석하려면 많은 비용과 시간이 드는 공초점 현미경 기반의 적층 이미징 분석을 거쳐야 한다는 한계가 있었다.

넥스트앤바이오는 이런 문제를 해결하기 위해 심층 학습 AI 소프트웨어인 'VONet'을 개발했다. VONet은 최소한의 공초점 단층 이미지를 이용해 오가노이드의 구조를 예측하고 재구성하는 소프트웨어다.

연구진이 이번 연구에서 실제 오가노이드의 3D 조직학적 특성을 모방한 가상 오가노이드(VOs)를 만든 후 VONet으로 분석했더니 11장의 이미지 데이터만을 이용해 오가노이드의 3차원 구조를 렌더링하는 데 성공했다. 기존 방식으로는 60여장의 이미지가 필요했던 일로, 공초점 현미경 적층 이미징에 소요되는 시간은 6분의 1로 단축시켰다. 특히, VONet은 공초점 현미경 이미지에서도 관찰하기 어려운 오가노이드 심층부 구조까지 예측해낸 것으로 전해졌다.


이번 연구는 오가노이드 분석에 소요되는 시간을 획기적으로 줄였다는 점에서 학계의 관심을 받는다. 넥스트앤바이오 관계자는 "앞으로도 오가노이드와 AI 기술을 접목해 약물 효능평가의 정확도를 높이고 혁신 신약 후보물질을 발굴할 수 있도록 최선을 다할 것"이라고 말했다.

한편 넥스트앤바이오는 오가노이드 표준화 기술을 바탕으로 항암 신약, 세포치료제, 뇌 질환 치료제 등을 개발하는 기업들과 다수의 프로젝트를 진행하고 있다. 연내 싱가포르 국립대(National University of Singapore)와 함께 오가노이드 대량 생산을 위한 공동 연구소도 설립할 예정이다.