바이오허브, 단백질 생물학 월드 모델 공개
바이오허브(Biohub)가 생명체의 모든 단백질 구조를 예측하고, 실험실에서 기능이 검증된 새로운 단백질을 설계할 수 있는 '단백질 생물학 월드 모델'을 오픈소스로 공개했습니다. 이번에 발표된 핵심 모델인 ESMFold2는 항암 및 면역학 치료제 타겟에 대한 단백질 결합제를 며칠 만에 설계해냈으며, 실험을 통해 높은 안정성과 친화도를 입증했습니다. 이는 기존 신약 후보물질 발굴에 수년이 걸리던 전통적인 과정을 혁신할 수 있는 생물학 및 제약 분야의 획기적인 이정표로 평가됩니다.
← 뉴스로 돌아가기 2026년 5월 27일
바이오허브, 단백질 생물학 월드 모델 공개
바이오허브의 오픈 모델은 단백질 우주를 매핑하고, 실험실에서 치료제 수준의 친화도를 가진 기능성 결합제(binder)를 설계합니다. AI, 데이터, 기술
캘리포니아주 레드우드 시티 — 2026년 5월 27일 — 바이오허브(Biohub)는 오늘 단백질 생물학의 '월드 모델(world model)' 출시를 발표했습니다. 이 모델은 생명의 나무(Tree of Life) 전반에 걸쳐 단백질을 매핑하고, 그 구조를 예측하며, 실험실 실험에서 기능하는 새로운 단백질 결합제를 설계할 수 있는 예측, 설계 및 발견을 위한 과학적 엔진입니다.
단백질은 생명의 기계장치와도 같습니다. 인체의 거의 모든 기능이 이에 의존합니다. 단백질은 의학에서 가장 중요한 타겟 중 하나이지만, 의도한 대로 체내에서 작용하는 기능적이고 안정적인 단백질을 설계하는 것은 엄청난 과학적, 기술적 도전 과제입니다.
오늘 바이오허브는 전 세계 연구자들에게 단백질 구조 예측, 설계 및 생물학적 발견을 위한 오픈 디스커버리 엔진(open discovery engine)을 제공합니다. 이 플랫폼은 ESMC, ESMFold2, ESM Atlas라는 세 가지 핵심 릴리즈를 중심으로 구축되었습니다.
ESM의 핵심 과학적 가설은 모든 생명체의 서열(sequence)에 대해 언어 모델을 학습시키면, 단백질 생물학을 지배하는 근본적인 속성, 즉 모든 생명체에 걸쳐 단백질이 어떻게 접히고(fold), 상호작용하며, 기능하는지에 대한 규칙을 모델이 내재화(internalize)한다는 것입니다.
그 기반에는 모든 생명체에서 추출한 약 28억 개의 서열로 학습된 단백질을 대표하는 최첨단 언어 모델인 ESMC가 있습니다.
ESMFold2는 ESMC의 서열 표현을 생체분자 복합체의 원자 수준으로 해상된 3D 구조로 변환하도록 구축된 설계 엔진입니다.
프리프린트(preprint) 논문에 설명된 실험에서, 연구자들은 ESMFold2를 사용하여 암 및 면역학의 핵심인 5가지 타겟에 대한 단백질 결합제를 설계했습니다. 이 계산적 탐색은 몇 달이나 몇 년이 아닌 단 며칠 만에 완료되었습니다. 실험실에서 검증된 결합제들은 임상적 유용성에 필수적인 높은 친화도, 특이성 및 안정성을 보여주었습니다. 또한 공개 데이터베이스의 서열과 최소한의 유사성만을 나타내어, 이 모델이 기존에 알려진 결합제를 단순히 검색(retrieve)하는 것이 아니라 새로운(de novo) 해결책을 생성하고 있음을 시사합니다.
ESM Atlas는 ESMC의 표현을 68억 개의 단백질 서열과 11억 개의 예측 구조에 걸쳐 탐색할 수 있게 해줍니다. 이는 지금까지 단백질 생물학에 적용된 AI 중 가장 규모가 큰 사례입니다. 이 모델이 학습한 관계성에 따라 단백질을 구성하여 기존 데이터베이스가 포착하지 못한 연결고리를 드러내며, 여기에는 생명의 아주 먼 가지들에 퍼져 있는 유전자 편집 효소 간의 진화적 연관성도 포함됩니다. 이러한 생물학적 특징의 대부분은 이전에 주석 처리(annotate)된 적이 없습니다. 생물학적 메커니즘이 잘 알려지지 않은 질환을 연구하는 과학자들에게 이 시스템은 특징이 밝혀지지 않은 생물학적 영역을 검색 가능하게 만들어 줍니다.
이 세 가지 모두 Biohub Platform을 통해 전 세계 과학 커뮤니티에 무료로 제공됩니다.
"단백질 간의 상호작용을 설계하는 것은 생화학의 근본적인 문제이자, 의약품 설계에 매우 중요합니다. 우리가 보여준 것은 이 모델들이 매우 높은 충실도(high-fidelity)를 지닌 생물학의 월드 모델을 학습하여, 컴퓨터 상에서 단백질 인터페이스를 설계하고 이를 실험실로 가져왔을 때 예측한 대로 작동한다는 것입니다." — 알렉스 리브스(Alex Rives), 바이오허브 과학 총괄
ESMFold2: 단백질 생물학에서 결합제 설계로 가는 더 빠른 길
ESMFold2는 ESMC에 내장된 진화 패턴에 대한 지식을 단백질 및 그 상호작용에 대한 정밀한 원자 해상도의 3D 모델로 변환하는 개방형 최첨단 구조 예측 모델입니다. 이 모델은 단백질-단백질 및 항체-항원 상호작용을 예측하는 표준 단백질 접힘(folding) 벤치마크에서 최고의 성능을 보여줍니다.
항체 기반 요법은 현대 의학의 초석이 되었으며, 암, 자가면역질환 및 과거에는 치료 옵션이 거의 없었던 질환에 이르기까지 새로운 FDA 승인 신약의 약 4분의 1을 차지합니다. 실행 가능한 치료 후보를 찾는 것은 질환 타겟에 강력하고 특이적으로 결합하는 분자를 식별하는 데 달려 있습니다. 단 하나의 임상 전 결합제 후보를 개발하는 데는 일반적으로 3~4년이 걸립니다.