★ 생성형 바이오, 인공지능과 생명

: 동아시아미래가치연구소 생명학 CLASS 다섯 번째 책은 성균관대학교 나노공학과 교수 김용호 선생님의 강연을 정리했다. 이 책에서 우리가 마주하는 핵심 키워드는 ‘생성형 바이오’, ‘인공지능’, 그리고 ‘생명’이다. 이 세 가지는 현재 우리 사회와 과학기술 전반에서 가장 중요한 화두라고 할 수 있다. 예전에는 이 키워드들을 하나의 흐름으로 묶어 생각하기가 쉽지 않았지만, 이 책에서는 그 역사적 맥락을 중심으로 이야기를 시작할 것이다.

특히 노벨상을 하나의 축으로 삼아, 최근 약 70년간의 과학사 속에서 생명과학이 어떤 방식으로 발전해 왔는지 살펴본다. 생명과학 내부의 변화뿐 아니라, 과학 전반과 맞물리며 형성된 흐름을 함께 짚어보면서, 우리가 지금 어느 방향으로 이동하고 있는지에 대해서도 일정한 거리에서 생각해 볼 수 있을 것이다. 이 책은 개인적인 판단이나 의견을 중심에 두기보다는, 공학적·의학적 지식을 바탕으로 한 설명에 초점을 두고 있다. 다만 그 과정에서 필연적으로 등장하는 복잡한 내용을 가능한 한 단순화하고, 동시에 그 이면에 놓인 문제들을 조금은 철학적인 시선으로도 함께 바라볼 수 있는 계기가 되길 바란다.

★ 생성형 바이오가 여는 생명 설계의 시대

: 저자 김용호 교수는 현재 성균관대학교 나노공학과 학과장으로, 약학대학, 생명공학대학, 화학과, 의공학과 등 4개 학과에 겸직으로 소속되어 있다. 이러한 이력은 한 가지 사실을 분명하게 보여준다. 학문은 이미 본격적으로 융합의 단계에 들어섰다는 점이다. 학과라는 구분은 여전히 존재하지만, 소속보다 서로 다른 학문이 어떤 방향을 향해 나아가고 있는지가 더 중요해지고 있다. 서로 다른 언어와 방법을 사용하지만, 문제의식과 방향성은 점점 가까워지고 있다.

김용호 교수가 지금 하는 가장 큰 일 가운데 하나는, 컴퓨터를 이용해 방대한 데이터를 분석하고, 그 정보를 바탕으로 단백질의 구조를 새롭게 설계하고 서열을 만드는 일이다. 이렇게 설계된 단백질을 활용해, 우리 몸에 존재하는 단백질을 기반으로 한 치료제를 개발하는 것이 핵심적인 작업이다.

코로나 시기를 거치면서 전 세계적으로 엄청난 어려움을 겪었고, 그 과정에서 세계 경제도 크게 흔들렸다. 그런데 그때 자본의 흐름이 어디로 향했는지를 보면, 거의 대부분 인공지능과 생명과학 분야로 집중되었다. 여기에는 분명 위험성도 존재한다. 자본이 한 곳으로 싱크홀처럼 빨려 들어가고 있는데, 그에 비해 생산성은 아직 충분히 외부로 드러나지 않고 있기 때문이다. 그럼에도 불구하고 인공지능이 ‘무섭게’ 느껴지는 이유는, 이 분야가 가진 잠재력이 워낙 크기 때문이다. 지금 우리는 그 잠재력을 둘러싸고 진행되는 치열한 기술 경쟁의 한가운데에 서 있다고 볼 수 있다.

단백질 디자인 분야에 있어서 저자는 우리나라 1세대 연구자에 해당한다. 특히 이를 신약 개발에 실제로 적용하는 연구자는, 현재 국내에서는 손에 꼽을 정도로 많지 않다. 이런 상황이 나타나는 이유 가운데 하나는 시대의 변화 속도가 매우 빠르기 때문이다. 바이오 산업에서 우리나라의 세계 시장 점유율은 과연 얼마일까? 놀랍게도 약 1.6%에 불과하다. 그동안 우리는 공정과 생산, 즉 남이 만들어 놓은 것을 빠르게 따라잡고 효율적으로 개선하는 데에는 매우 강한 국가였다. 그러나 완전히 새로운 혁신 기술, 특히 AI와 같은 영역에서는 상대적으로 뒤처져 있는 것이 현실이다. 최근 정부 차원에서 AI에 대규모 투자를 지속적으로 강조하는 이유 역시, 이러한 산업 구조의 불균형과 깊이 연결되어 있다. 이러한 흐름을 극복하기 위해서는 결국 새로운 산업을 열어야 한다. 그리고 그 핵심이 바로 현재 시장 점유율이 1.6%에 불과한 신약 개발, 생체 소재, 바이오 진단과 같은 분야이다. 이 산업들이 성장하기 위해 필요한 기반 기술이 무엇인가를 생각해 보면, AI 기반의 단백질 디자인과 생성형 바이오 기술이 바로 그 토대에 해당한다.