국내 연구진이 인공지능(AI) 기술로 코로나19 후유증 원인을 밝혀냈다. 완치 후에도 수개월 동안 계속되는 호흡곤란·기침·혈전·가슴 통증 등 코로나19 후유증 치료제 개발 실마리를 제공했다는 평가다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 박지환 생명과학부 교수팀이 머신러닝과 단일세포 분석 기술을 이용해 코로나19 완치자 상당수에서 보고되는 다양한 후유증 원인으로 자가면역반응을 제시했다고 16일 밝혔다.
박 교수팀은 바이러스 단백질과 구조적으로 유사한 인체 내 단백질을 예측할 수 있는 기술을 개발해 자가항체가 폐, 신장 등 조직에서 자가면역반응을 일으켜 후유증을 일으킬 수 있다는 사실을 확인했다.
이번 연구 결과는 최근 미국 워싱턴대학 연구팀이 코로나19 후유증은 혈액 내 자가항체 양과 밀접한 관련이 있다고 보고한 가운데 자가항체 종류 및 생성 기작을 구체적으로 밝혀 코로나19 치료제 개발 가능성을 높인 것으로 평가받고 있다.
연구팀은 오미크론 변이를 포함 모든 코로나19 바이러스 변이 단백질과 수만개 인간 단백질을 머신러닝 기술을 통해 3차원 구조상에서 비교했다. 그 결과 자가면역반응을 일으킬 수 있는 후보 단백질을 발굴했으며 실제로 이러한 단백질이 코로나19 환자 폐조직에서 크게 증가함을 관찰하는 데 성공했다.
박지환 교수는 “그동안 임상적인 관찰로만 코로나19 후유증 원인으로 자가면역반응이 제시됐지만 실제 자가면역반응을 일으킬 수 있는 후보 단백질을 발굴하고 후유증과 인과관계를 제시했다는 데 의의가 있다”면서 “코로나19 후유증 치료제 개발뿐만 아니라 향후 다른 바이러스 백신 개발에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
제1저자인 안현수 학생은 “이러한 분석 기법을 통해 전신 홍반 낭창(루푸스)과 같은 다른 자가면역 질환의 원인도 밝혀내고 싶다”는 포부를 밝혔다.
안현수 학생과 박지환 교수가 수행한 이번 연구는 한국연구재단과 지스트 항바이러스센터, 세포기계생물학 연구센터의 지원을 받아 이뤄졌다. 국제 저명학술지인 '브리핑스 인 바이오인포메틱스'에 최근 게재됐다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
