이동엽(왼쪽) 성균관대학교 화학공학부 교수, 최동혁 박사. 사진=성균관대
[스마트경제 복현명 기자] 성균관대학교(총장 유지범) 연구진이 바이오의약품 생산 공정을 혁신할 ‘디지털 내비게이터’를 내놨다.
인공지능과 시스템생물학을 결합한 가상세포 모델로 생산 효율을 획기적으로 끌어올릴 수 있을 전망이다.
글로벌 공동연구를 통해 표준 모델로 자리 잡을 가능성에도 관심이 집중된다.
성균관대는 이동엽 화학공학부 교수 연구팀이 AI 기반 단백질 구조 예측 기술과 시스템생물학을 융합한 차세대 디지털 가상세포 모델 ‘iCHO3K’를 개발했다고 23일 밝혔다.
이번 연구는 미국·영국·덴마크 등 13개국 20개 기관이 참여한 글로벌 프로젝트의 성과로 바이오의약품 생산 공정의 디지털 전환(DX)을 앞당길 핵심 기술로 평가된다.
바이오의약품은 살아있는 세포를 활용해 생산되는 고부가가치 치료제로 생산 과정에서 세포 상태를 정밀하게 제어하는 것이 핵심이다.
특히 ‘CHO 세포’로 불리는 동물세포는 의약품 생산의 ‘세포 공장’ 역할을 하지만 내부 반응이 복잡해 예측과 제어에 한계가 있었다.
연구팀이 개발한 ‘iCHO3K’는 이러한 한계를 극복하기 위해 기존에 분산돼 있던 글로벌 데이터를 통합하고 AI를 활용해 단백질의 3차원 구조까지 반영한 것이 특징이다.
약 3500개의 유전자와 1만1000개 이상의 생화학 반응 정보를 포함해 실제 세포의 작동 원리를 정밀하게 구현했다.
이를 통해 연구자들은 컴퓨터 시뮬레이션만으로 최적의 생산 조건을 설계할 수 있게 됐다.
이번 모델은 단순한 연구 도구를 넘어 산업적 활용 가능성에서도 주목받는다.
실제 실험 횟수를 줄이면서도 생산 효율을 높일 수 있어 바이오의약품 제조 비용 절감과 개발 기간 단축에 기여할 것으로 기대된다.
이동엽 성균관대 화학공학부 교수는 “iCHO3K는 최적 조건을 스스로 찾아가는 디지털 트윈 기술의 핵심”이라며 “국내 바이오의약품 생산 기술의 글로벌 경쟁력을 끌어올리는 계기가 될 것”이라고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 산업통상자원부의 지원을 받아 수행됐으며 국제 학술지 Cell Systems 2026년 4월 15일자에 게재됐다.
스마트경제 복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
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