암 발생 관여 ‘RNA 변형’, AI로 정확히 검출

백대현 서울대 교수팀, RNA 변형 위치·정도 측정 ‘AI모델’ 개발 인간 RNA 유사한 3억개 RNA 분자 합성...10만개 이상 RNA 변형 찾아 국내 연구진이 인공지능(AI)과 단분자 시퀀싱 기술을 결합해 RNA 변형을 높은 정확도로 검출하는 원천기술을 개발했다. 한국연구재단은 백대현 서울대 생명과학부 교수 연구팀이 RNA 변형 위치와 변형 정도를 정확하게 측정할 수 있는 인공지능(AI) 기반 ‘DeepRM’을 개발했다고 19일 밝혔다. RNA 변형은 RNA 기본 구성 단위인 뉴클레오타이드가 화학적으로 변화한 형태를 뜻한다. RNA 대사 전반에 관여하며 유전자 발현 조절과 암 발생 등 다양한 생명현상에서 중요한 역할을 한다. 현재까지 세포 내 170종 이상의 RNA 변형이 알려져 있지만, RNA 변형 위치와 양을 정확하게 측정하는 기술이 없어 RNA 변형의 생물학적 기능을 체계적으로 규명하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 RNA 변형이 포함된 약 3억 개의 RNA 분자를 화학적으로 합성해 DeepRM 모델을 학습시켰다. 이는 기존 학습 데이터셋보다 1000배 이상 큰 규모로, 실제 인간 RNA와 유사한 특성을 지니고 있다. 연구팀은 DeepRM을 활용해 인간 RNA에서 10만 개 이상의 RNA 변형을 발견했고, 기존 기술로 검출하기 어려웠던 비전형적 위치의 RNA 변형을 1만 개 이상 정확하게 찾아내는 데 성공했다. 또 DeepRM의 단분자 해상도를 활용해 RNA 생산 과정이 특정 위치에서 발생하는 RNA 변형과 연관돼 있다는 사실도 확인했다. 그간 베일에 싸여 있던 RNA 변형을 통한 유전자 발현 조절 기전을 심층 연구하는 과학적 근거가 될 것으로 여구팀은 기대했다. 백대현 서울대 교수는 “DeepRM은 RNA 변형의 생물학적·의학적 기전을 규명하는 핵심 기초 자료로 활용될 것”이라며 “앞으로 DeepRM을 확장해 다양한 종류의 RNA 변형을 동시에 검출할 수 있는 기술을 개발할 계획”이라고 말했다. 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난달 15일에 실렸다.