POSTECH LabCumentary 김상욱 교수 (생명과학과)

생물정보학실험실
Structural Bioinformatics Lab

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생물정보학실험실
Structural Bioinformatics Lab

김상욱 교수 (생명과학과)

어떤 암 환자는 새로 나온 신약이 잘 듣기도 하지만 다른 암 환자는 전혀 효험을 보지 못한다. 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 같은 바이러스 질환도 어떤 사람은 무증상으로 지나가나 어떤 사람은 격렬한 면역반응을 겪다 사망하기도 한다.

 

생명과학과 김상욱 교수가 이끄는 생물정보학실험실은 의료정보 빅데이터 속에서 환자 맞춤형 치료 정보를 제공할 수 있는 인공지능(AI)을 개발하고 있다. 어떤 암 치료제는 특정 환자에게만 잘 듣는다면, 약이 잘 듣는 환자의 특성을 찾아내 약의 치료 효과를 극대화할 수 있다.

 

기존에는 같은 병을 가진 환자라면 비슷한 의료를 제공했다면 이제는 사람별 ‘정밀치료’가 떠오르고 있다. 하지만 아직은 피부에 닿을 정도로 효과가 높지 않았던 것도 사실이다. 생물정보학실험실은 전국민 의료보험 데이터 같은 빅데이터를 학습한 후 의사나 환자의 결정에 도움을 주는 정보를 제공하는 AI를 설계함으로써 정밀치료를 실제 의료현장에 도입하고 있다. 실험실에서 탄생한 정밀치료 기술은 삼성의료원, 서울대병원, 세브란스병원 등 대형 병원과 협업해 치료 효과를 높이는 데 쓰이고 있다.

 

환자의 생활 습관부터 유전자 정보까지 모든 생물학적 정보가 분석에 쓰인다. 사람의 유전자를 분석해 유전적 배경이나 가족력, 알러지 같은 것을 찾아내 치료법에 활용한다. 실험실은 전국민 의료보험 데이터도 감당할 만한 수준의 고용량 슈퍼컴퓨터도 갖춰 AI의 예측력을 극대화한다. 실험실의 신조인 ‘남들은 상상만 할 수 있는 계산을 실현해라’를 지킨 결과물이다. 이러한 접근법을 토대로 방광암 환자별로 어떤 약물에 민감하게 반응하는지를 정확히 예측한 정밀 의료기술을 개발해 최근 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표하기도 했다.

 

정밀치료는 생명과학뿐 아니라 의료, 컴퓨터, AI 등이 협업해야 이룰 수 있는 기술이다. 생물정보학실험실의 구성원은 이를 따라 생명과학을 전공한 학생부터 화학 전공, 컴퓨터 전공, AI 전공까지 다양하다. 실험실도 생명과학과뿐 아니라 인공지능대학원에 함께 소속돼있다. 김 교수는 생각이 서로 다른 이들이 한데 모여 대화를 통해 문제를 해결하고 좋은 결과로 이어지는 점을 실험실의 매력으로 꼽는다.

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