AI 설계 바이러스 사이언스 논문 팩트체크 — 박테리오파지 16개와 3중 안전장치의 실제 내용

핵심 메시지

• 이번 연구가 만든 것은 사람이 아니라 세균을 감염시키는 박테리오파지이고, 사람 세포에는 들어갈 수 없다.
• 모델이 써낸 후보는 수천 개였지만 실제로 합성해 세균에 넣었을 때 살아 움직인 것은 약 300개 중 16개, 스무 개에 한 개꼴이었다.
• 연구 목적은 항생제 내성 대응이며, 서로 다른 파지 16개를 섞자 이미 내성이 생긴 대장균에서 내성이 빠르게 무너졌다.
• 안전장치는 학습 데이터에서 사람 감염 바이러스를 뺀 모델, 좁은 숙주 범위, 물리적 격리의 세 층으로 걸려 있었다.
• 모델이 오픈소스로 공개된 이상, 이번 실험이 지킨 안전 구조가 그 모델을 내려받은 다른 사람에게도 적용된다는 보장은 없다.

쉽게 이해하기

이번 달 초 ‘AI가 설계한 바이러스가 처음으로 살아 움직였다’는 이야기가 퍼졌다. 확인해 보면 문장 하나하나가 틀리지 않았다. 자연에 없던 서열이고, 실제로 증식했고, 동료 심사를 거쳐 사이언스에 실린 논문이다. 지난해 9월 프리프린트로 먼저 나왔고 스탠퍼드 화학공학과 연구실과 아크 연구소가 함께했으며 제1저자는 대학원생이다.

그런데 무엇을 만들었는지를 보면 머릿속에 떠오르는 그림과 상당히 다르다. 만들어진 것은 박테리오파지, 즉 세균을 감염시켜 안에서 증식하다 그 세균을 터뜨리는 존재다. 자연에 원래 있는 것이고 지구에서 가장 흔한 생물학적 입자로 알려져 있다. 감염 대상은 사람이 아니라 세균이고 사람 세포에는 들어갈 수 없다.

연구진이 이 파지를 고른 이유는 짧아서다. 게놈이 5,386 글자, 유전자는 11개로 사람 게놈 30억 글자와는 비교가 되지 않는다. 모델이 처음부터 끝까지 한 번에 써낼 수 있는 크기라는 뜻이다. 실험에 쓴 대장균도 병을 일으키지 않는 실험실 표준 균주였고, 만들어진 16개는 모두 그 두 균주 밖으로는 나가지 못했다.

제작 방식은 파지 유전체의 아주 짧은 조각만 모델에게 주고 나머지 전체를 새로 쓰게 하는 것이었다. 연구 책임자는 모델이 게놈 전체를 왼쪽에서 오른쪽으로 한 번에 생성하기를 원했고 사람이 더한 것은 없다고 밝혔다. 후보 수천 개 가운데 될 만한 것을 걸러 약 300개를 화학적으로 합성했고, 세균에 넣었을 때 살아 움직인 것은 16개였다. 일부는 원래 파지보다 적합도가 높아 세균을 더 빨리 터뜨렸다.

헤드라인에서 가장 많이 빠지는 대목은 왜 만들었느냐다. 항생제가 듣지 않는 감염은 이미 전 세계에서 매년 수십만 명이 죽는 문제이고, 파지 치료는 그 대안으로 오래된 아이디어다. 다만 세균은 파지에도 내성이 생긴다. 연구진은 유전적으로 서로 다른 파지 여러 개를 섞으면 조합 전체에 내성을 얻기가 훨씬 어렵다는 가설을 실제로 시험해, 원래 파지에 이미 내성이 생긴 대장균에 16개를 섞어 넣자 내성이 빠르게 무너지는 것을 확인했다. 논문은 이를 개념 증명이라 부르고 다음 목표로 결핵균이나 병원 감염을 일으키는 내성균을 언급한다.

주요 인사이트

• 안전장치가 세 겹이고 각각 다른 층위에 걸려 있다. 아크 연구소는 이 모델이 사람에게 감염되는 바이러스 서열을 생성할 수 없으며 학습 데이터에서 의도적으로 제외했기 때문이라고 적었다. 출력 단계에서 거른 것이 아니라 입력 단계에서 뺀 구조다.
• 두 번째 층은 숙주 범위다. 파지는 자물쇠와 열쇠처럼 표면 구조가 맞아야 세균에 들어가는데, 만들어진 16개를 하나씩 검사한 결과 전부 병을 일으키지 않는 실험실 균주 두 종에만 붙었다. 세 번째 층은 전용 생물안전 캐비닛과 별도 폐기 절차라는 물리적 격리로, 미생물 실험실이라면 원래 하는 일이다.
• 모델이 유전체를 써내는 일과 그것이 실제로 작동하는 일 사이에는 스무 배의 거리가 있었다. 생성은 쉽고 작동은 어렵다는 사실이 이 연구의 실제 성공률로 드러난 셈이다.
• 이 모델은 오픈소스로 누구나 내려받을 수 있고, 연구진은 잠재력이 크니 널리 쓰이게 하는 것이 맞다고 판단했다. 연구 책임자는 변형된 버전이 나쁜 의도로 쓰일 수 있음을 인정하면서, 이미 존재하는 병원체가 구하기도 만들기도 더 쉬워 위험이 더 크고 AI 도구에는 안전장치를 넣을 수 있지만 자연 진화에는 넣을 수 없다고 논증한다.
• 결국 두 문장이 나란히 선다. 이번에 만들어진 것은 사람에게 위험하지 않다는 것도 사실이고, 이 기술의 위험을 이번 산출물만으로 판단할 수 없다는 것도 사실이다. 하나는 실험에 대한 이야기이고 다른 하나는 도구에 대한 이야기라 서로 모순되지 않는다.

자주 묻는 질문

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