기후에너지환경부 산하 국립호남권생물자원관은 민관 협력 연구를 통해 염증성 장질환 신약 후보 물질을 인공지능(AI) 기술로 발굴했다고 19일 밝혔다.
연구진이 찾아낸 신규 펩타이드는 기존 항생제에 내성을 가진 살모넬라균을 억제해 염증성 장질환 치료에 효과가 있는 것으로 최근 확인됐다.
펩타이드는 매우 작은 단백질 조각으로, 아미노산 2~50개가 연결된 생체 유래 물질이다. 대사와 생명 활동에 중요한 역할을 하며, 체내에서 세포 간 신호 전달과 면역 조절, 조직 회복 등의 기능을 수행한다.
살모넬라에 의한 감염성 대장염은 사람과 가축 모두에서 흔히 발생하는 질병이다. 최근 항생제에 내성을 가진 균주가 늘어나면서 치료가 점점 어려워지고 있다. 가축의 경우 성장 지연, 사료 효율 저하, 폐사율 증가 등으로 이어져 축산 생산성 저하와 방역 비용 증가의 원인이 되기도 한다.
연구진은 섬·연안 야생생물에서 대규모 유전 정보를 확보한 뒤, AI 분석 기술을 활용해 항균 기능이 우수할 것으로 예측되는 펩타이드를 선별했다. 이후 AI 예측 결과를 토대로 단계적인 실험 검증을 수행했다.
이번에 발굴한 신규 펩타이드는 살모넬라 감염으로 인한 장 염증을 효과적으로 완화하는 것으로 확인됐다. 염증 유발 물질의 분비를 조절하고 장 점막을 보호하는 작용도 나타났다. 살모넬라균에 의한 장질환 감소율은 89.17%로, 기존 항생제인 키프로플록사신(87.78%)보다 높은 수치를 보였다.
이번 연구에는 △국립호남권생물자원관 섬야생생물소재 선진화연구단 송하연 책임연구원 연구팀 △전남대학교 약학과 조남기 교수팀 △인실리코젠 펩타이드 연구팀 △한국식품연구원 기능성플랫폼연구단 유귀재 박사 연구팀이 참여했다.
신규 펩타이드 연구는 섬야생생물소재 선진화연구단이 2023년부터 수행 중인 '다부처 국가생명연구자원 선진화사업'(전문기관 한국환경산업기술원)의 일환이다. '섬 야생생물 유래 오믹스(유전정보) 빅데이터 및 펩타이드 소재 확보'를 통해 도출된 성과다.
박진영 국립호남권생물자원관장은 "인공지능을 활용한 섬·연안 야생생물 유래 펩타이드 발굴은 기존 신약 개발의 한계를 극복할 수 있는 중요한 접근법"이라며 "적용 범위를 더욱 넓히고, 향후 실용화 가능성에 대비한 추가 연구를 지속하겠다"고 밝혔다.