유전 질환 상당수는 유전 물질인 DNA의 돌연변이에서 비롯되는 경우가 많다. 9월 19일, 구글의 인공지능(AI) 연구 조직 구글 딥마인드는 국제학술지 ‘사이언스’에 DNA의 ‘미스센스 돌연변이’를 분석하는 AI인 ‘알파미스센스(AlphaMissense)’를 개발해 7100만 개에 달하는 미스센스 돌연변이의 위험성을 평가했다고 밝혔다. ^{doi: 10.1126/science.adg7492}

DNA에는 몸을 이루는 단백질의 정보가 담겨있다. 정확하게는 DNA를 이루는 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C)의 네 가지 염기가 조합돼 단백질의 구성물질인 아미노산의 정보를 담는다. 이때, 염기 하나가 다른 염기로 변하면서 아미노산의 종류가 변하는 돌연변이를 미스센스 돌연변이라 부른다.

미스센스 돌연변이는 변한 아미노산의 종류에 따라 별 문제를 일으키지 않을 수도 있지만, 심각한 질환의 원인이 될 수도 있다. 대표적인 예가 원반 모양인 적혈구가 낫모양으로 변해 빈혈을 일으키는 ‘낫적혈구빈혈(겸상적혈구빈혈)’이다. 이 병은 적혈구 내 산소 운반 단백질인 헤모글로빈의 미스센스 돌연변이로 발생한다.

2016년 바둑 AI ‘알파고’를 발표해 유명해진 구글 딥마인드는 2020년에는 DNA 염기 서열을 통해 단백질의 구조를 예측하는 AI ‘알파폴드 2’를 발표한 바 있다. 이번에 발표한 알파미스센스는 알파폴드를 기반으로 만들어졌다. 돌연변이가 생긴 단백질과 연관된 단백질 사이의 서열과 구조를 비교해 분석한 후, 돌연변이의 잠재적 유해 정도를 0점(무해함)에서 1점(병원성) 사이의 점수로 매겼다. 인간과 가까운 영장류에서 실제로 나타나는 미스센스 돌연변이 데이터와의 비교도 거쳤다.

구글 딥마인드 연구팀은 알파미스센스를 통해 약 7100만 개의 가능한 미스센스 돌연변이를 찾아내고, 90%의 정확도로 돌연변이의 약 57%가 무해하며, 32%가 병원성이 있을 것으로 예측했다. 이중 실제로 전문가에 의해 검증된 미스센스 돌연변이는 약 0.1%에 불과하다. 연구팀은 이번 연구 결과를 공개해 희귀 유전 질환 진단에 도움이 되도록 하겠다고 밝혔다.