2023. 6. 10. 00:45ㆍ카테고리 없음
3곳의 공동연구 인공지능 항생제 예측 코드
새로운 항생제 개발에 어려움을 겪고 있는 가운데, MIT와 맥마스터 대학교의 공동 연구팀이 머신러닝을 사용하여 아시네토박터 바우마니와 같은 약물 내성 슈퍼박테리아를 사멸시킬 수 있는 새로운 항생제를 발견했습니다. 이 물질은 약 7,000개의 잠재적 약물 화합물 라이브러리에서 식별되었으며, 대장균뿐만 아니라 치료에 내성이 있는 여러 다른 박테리아 종을 죽일 수 있습니다. 이 연구는 새로운 항생제 개발에 새로운 가능성을 보여주는 것으로, 향후 슈퍼박테리아 감염으로 인한 사망률 감소에 기여할 것으로 기대됩니다.
MIT와 맥마스터대학 공동연구팀은 딥러닝을 이용하여 새로운 항생제 "할리신"을 발견했습니다. 할리신은 다제내성 아시네토박터에 효과적인 것으로 나타났으며, 기존 항생제와는 다른 구조를 가지고 있어 내성이 발생할 가능성이 적습니다. 할리신은 현재 동물실험에서 테스트 중이며, 향후 임상시험을 거쳐 인간에게 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
연구팀은 먼저 실험실 배양으로 자란 아시네토박터를 약 7,500개의 서로 다른 화합물에 노출시켜 어떤 화합물이 미생물의 성장을 억제할 수 있는지 확인했습니다. 그런 다음, 각 분자의 구조를 모델에 입력하고, 각 구조가 박테리아 성장을 억제할 수 있는지 여부를 모델에 인지시켰습니다. 이를 통해 알고리즘은 성장 억제와 관련된 화학적 특징을 학습할 수 있었습니다.
이후 연구팀은 모델을 사용하여 MIT와 하버드대학의 브로드연구소의 약물용도 변경 허브에서 이전에 본 적이 없는 6,680개의 화합물 세트를 분석했습니다. 분석 결과, 2시간도 채 걸리지 않은 이 분석에서 상위 화합물이 도출되었습니다. 연구진은 이 중 기존 항생제나 학습 데이터의 분자와 다른 구조를 가진 화합물을 중심으로 240개를 선별하여 실험실에서 테스트했습니다.
테스트 결과, 240개의 화합물 중 할리신이 가장 효과적인 것으로 나타났습니다. 할리신은 아시네토박터의 성장을 억제하는 데 기존 항생제보다 100배 더 효과적이었습니다. 또한, 할리신은 내성이 발생할 가능성이 적은 것으로 나타났습니다. 할리신은 현재 동물실험에서 테스트 중이며, 향후 임상시험을 거쳐 인간에게 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
맥마스터 대학의 연구팀은 딥 러닝을 사용하여 아시네토박터 바우마니균을 표적으로 하는 새로운 항생제를 발견했습니다. 이 항생제는 생쥐를 대상으로 한 연구에서 아시네토박터 감염을 치료할 수 있음이 입증되었으며, 실험실 테스트에서 인간 환자로부터 분리한 다양한 약물 내성 아시네토박터 균주에 대해서도 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 이 항생제는 세포가 세포 내부에서 세포 외피로 단백질을 운반하는 데 사용하는 과정을 방해함으로써 세포를 죽입니다. 이 항생제는 모든 그람 음성 박테리아가 발현하는 효소를 표적으로 삼기 때문에 매우 선택적입니다. 연구팀은 현재 이 항생제의 의학적 특성을 최적화하여 궁극적으로 환자에게 사용할 수 있도록 개발하기 위한 연구에 매진하고 있습니다. 또한, 이 모델링 접근법을 사용하여 황색포도상구균과 녹농균으로 인한 감염을 포함한 다른 유형의 약물 내성 감염에 대한 잠재적 항생제를 식별할 계획입니다.
이 연구는 딥 러닝이 항생제 개발에 새로운 도구가 될 수 있음을 보여줍니다. 딥 러닝은 기존의 방법으로는 식별할 수 없는 새로운 항생제를 식별하는 데 사용될 수 있으며, 항생제의 개발 시간을 단축하고 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있습니다.