[사진. (왼쪽부터) 약학과 김태돈 교수, 부산대 송길태 교수, 부산대 이경하 교수, ㈜히츠 김우연 대표]

약학과 김태돈 교수팀이 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 국가연구개발사업 '바이오·의료기술개발사업'의 'AI기반 합성 mRNA 구조체 설계 기술 개발 및 실증' 과제에 선정됐다. 연세대학교가 주관하고 부산대학교(정보컴퓨터공학부 송길태 교수, 분자생물학과 이경하 교수)와 ㈜히츠(대표 김우연 KAIST 교수)가 공동연구기관으로 참여한다.

코로나19 백신으로 주목받은 mRNA 기반 치료제 개발 기술은 감염병을 넘어 암 백신, 유전자 치료제 개발 등으로 확대될 전망이다. 그러나 mRNA 서열로부터 실제 단백질 발현량을 직접 예측하고 실험적으로 검증한 연구는 제한적이어서, 서열 설계와 기능 실증을 연결하는 통합 검증 체계가 요구돼 왔다.

연구팀은 AI 기반으로 mRNA 구조체를 설계하기 위한 대용량 데이터를 확보하고, 이를 통해 합성 mRNA의 안정성 및 번역효율을 예측하는 구조체 요소 설계 AI 모델을 개발한다. 또한 Agentic AI 기반 mRNA 구조체 설계 가상 실험실을 구축해 신속한 차세대 치료제 후보물질 발굴 체계를 갖추고 이를 실험적으로 검증할 계획이다.

[그림] 기능성 RNA의 AI 설계 및 Full-length mRNA 통합 검증 플랫폼 개념도

연구팀은 고효율 mRNA 백신 개발을 위한 신규 합성 기술, RNA 구조와 서열 패턴 정보를 반영하는 RNA-단백질 결합 예측 파운데이션 모델 개발 기술, 바이오 연구 Agentic AI 기술을 선행 연구 성과로 보유하고 있다. 이번 과제는 이러한 성과를 기반으로 mRNA 디자인 기술 주권을 확보하고 혁신적인 유전자 치료제 개발로 이어질 것으로 기대된다.

연구책임을 맡은 김태돈 교수는 "Agentic AI 가상 RNA 실험실 구축을 통해 최적의 mRNA 구조체를 신속히 설계하는 플랫폼을 개발하여 이를 기반으로 차세대 mRNA 의약품 개발의 새로운 패러다임을 만드는 데 기여하겠다"고 말했다.

본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 바이오·의료기술개발사업의 일환으로 수행되며, 2026년부터 2030년까지 5년간 총 45억 원의 연구비를 지원받는다.