스탠퍼드-Arc Institute, AI로 세균 퇴치 박테리오파지 설계 성공
스탠퍼드 대학교와 Arc Institute의 연구진이 'Evo'라는 AI 모델을 활용해 실험실 내에서 세균을 퇴치하는 완전히 새로운 바이러스(박테리오파지) 게놈을 설계하고 생산하는 데 성공했습니다. 연구진의 자체적인 안전장치에도 불구하고, AI가 설계한 신규 병원체에 대한 생물안전 가이드라인과 규제가 현재 전무한 상태라는 심각한 문제점도 함께 부각되었습니다.
스탠퍼드와 Arc Institute 소속 과학자들, AI를 활용해 실험실 내에서 세균을 죽이는 새로운 바이러스 설계
작성자: Maximilian Schreiner (2026년 8월 7일)
업데이트 (2026년 8월 7일): 스탠퍼드 대학교와 Arc Institute의 연구팀이 AI 모델을 사용해 처음부터 완전한 바이러스 게놈을 설계한 뒤, 자연계에 존재하지 않는 16개의 기능적인 바이러스를 실험실에서 만들어냈습니다. 이 연구는 이전에 프리프린트(공식 출판 전 논문)로만 공개되었으나, 이제는 동료 평가를 거쳐 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 정식 게재되었습니다.
뉴욕타임스(NYT)의 보도에 따르면, 특히 AI의 성공른(히트율)에 대한 새로운 세부 정보가 밝혀졌습니다. 'Evo'로 명명된 이 모델은 70만 개의 잠재적 게놈을 제안했습니다. 연구팀은 가장 유망한 후보들만 선별하여 285개의 염기서열을 화학적으로 DNA로 합성한 뒤 세균에 주입했습니다. 그중 16개가 복제가 가능한 바이러스를 생성했습니다. 이전 프리프린트에서는 302개의 합성 게놈이 언급되었었으나 최종적으로 수정된 것입니다.
이 모델의 학습 과정 역시 더욱 명확하게 밝혀졌습니다. Evo는 우선 수백만 종의 동물, 식물, 미생물, 바이러스에서 추출한 약 9조 개의 염기서열을 학습하여 생명체 전반에 걸쳐 나타나는 패턴을 파악했습니다. 이후 박테리오파지 '파이 X-174(Phi X-174)'의 11개 유전자와 가장 가까운 친척인 약 15,000종의 데이터를 활용해 두 번째로 전문화된 파인튜닝 학습을 진행했습니다. 공동 저자인 박사과정 학생 새뮤얼 킹(Samuel King)에게 이는 아주 당연한 수순이었습니다. "그저 너무나 당연한 다음 단계처럼 느껴졌을 뿐입니다."라고 그는 말했습니다.
이렇게 생성된 바이러스들은 기존 것의 단순한 열화 복사판이 아니었습니다. 이들은 자연 상태의 바이러스만큼 견고했으며, 일부는 파이 X-174보다 훨씬 더 빠르게 복제되었습니다. 이 연구에 참여하지 않은 옥스퍼드 대학교의 단백질 화학자 올리버 크록(Oliver Crook)은 "이들은 단지 이미 존재하는 것들의 병든 버전이 아닙니다."라고 평가했습니다. 맨체스터 대학교의 합성생물학자 패트릭 카이(Patrick Cai)는 이 연구를 "중요한 이정표"라고 부릅니다.
다만 크록은 기대를 조금씩 낮추기도 했습니다. AI가 근본적으로 완전히 새로운 것을 발명해 낸 것은 아니라는 점입니다. 이 바이러스들은 자연계의 종과 매우 유사하며 동일한 생물학적 메커니즘에 의존합니다. Evo가 다른 바이러스 그룹에서도 똑같이 성공할 것인지는 여전히 미지수입니다. 만약 그렇다면, 그 결과는 의학과 생명공학 분야에 매우 유용한 도구를 제공할 수 있습니다. 크록은 "우리 과학의 상당 부분은 기술로서의 바이러스에 기반을 두고 있습니다."라고 덧붙였습니다.
왜 현재의 안전 규정은 이 부분을 다루지 못하는가? 이제 생물안전성 규제의 사각지대가 그 어느 때보다 뚜렷하게 드러났습니다. 미국 국립보건원(NIH)은 7월 말 고위험 생명과학 연구에 대한 새로운 정책을 발표했습니다. 이 정책은 병원체를 더 위험하게 만드는 실험을 금지하고 있습니다. 그러나 해당 기관은 "우려 대상(entity of concern)이 포함되지 않는 한" 컴퓨터로 바이러스 DNA를 설계하는 등 순수하게 계산적인 작업은 규제 대상에 포함하지 않는다고 밝혔습니다.
문제는 명확합니다. 천연두(smallpox) 같은 경우에는 이 분류 기준이 명확하지만, AI 모델에서 나온 바이러스의 경우에는 그렇지 않습니다. 존스홉킨스 보건안보센터의 모리츠 한케(Moritz Hanke)는 "내가 한 번도 본 적 없는 것들의 위험성은 대체 어떻게 정의할 수 있을까요?"라고 반문합니다. 그는 연구 속도와 이를 둘러싼 안전장치(guardrails) 사이에 엄청난 괴리가 존재한다고 봅니다. "정말 큰 단절이 존재합니다." 그의 오남용 시나리오는 다음과 같습니다. "누군가 '이봐, 게놈 언어 모델, 내가 전파력을 더 높이거나 더 치명적으로 변형한 인플루엔자 게놈을 만들어 줘'라고 명령할 수도 있는 일입니다."
다행히 연구팀은 스스로 철저한 예방 조치를 취했습니다. 학습 과정에서 Evo는 인간을 감염시키는 바이러스나 동물, 식물, 곰팡이의 관련 병원체 데이터를 일절 제공받지 않았습니다. 즉, 이 모델은 애초에 인간 감염 관련 게놈을 생성할 수 없도록 설계된 것입니다. 스탠퍼드 대학교의 계산 생물학자이자 공동 저자인 브라이언 헤(Brian Hie)는 "우리는 단지 특별히 더 조심하고 싶었을 뿐입니다."라고 말합니다. 한케는 이러한 연구진의 조치를 "매우 칭찬할 만하다"고 평가하며, 특히 이를 요구하는 공식 규정이 어디에도 없었기 때문에 더욱 돋보인다고 말했습니다. "그들에게 무엇을 해야 하는지 지시하는 가이드라인이 그 어디에도 없었거든요."
2025년 9월 21일 원본 기사: 캘리포니아의 한 연구팀이 박테리아를 죽이는 기능적인 바이러스를 인공지능으로 설계하는 데 성공했으며, 이를 그들의 표현에 따르면 '최초의...'라고 기록했습니다.