고려대, 인공지능 활용 줄기세포 분석기술 개발

사진=고려대 제공

[이데일리 신하영 기자] 고려대 연구진이 인공지능(AI)의 딥러닝 기술을 이용한 줄기세포 분석 기술을 개발했다.

고려대는 홍성회(사진) 보건과학대학 바이오시스템의과학부 교수팀이 이러한 연구성과를 얻었다고 27일 밝혔다. 이번 연구는 정부의 재생의료기술개발 사업 지원을 받아 수행됐으며 연구결과는 AI 분야 국제학술지(Advanced Intelligent Systems) 4월 17일자로 게재됐다.

세포 배양은 생물학 연구의 기본 기술 중 하나로 질병의 진단·치료 목적으로 이용된다. 특히 줄기세포(stem cell)의 경우 재생의료 분야에서 질병치료를 위한 소중한 세포자원으로 활용되고 있다.

줄기세포 배양을 진행하는 동안 연구자는 줄기세포가 본래 의도한 모양으로 잘 유지되고 있는지 또는 특정 세포로 분화되고 있는지를 확인해야 한다. 그러나 육안으로 미세한 세포 변화를 완벽하게 파악하는 것은 사실상 불가능하다. 이 때문에 줄기세포 상태를 정확하게 파악하기 위해 분석 방법·기구를 이용해야 하는데 이 때 많은 노력과 비용이 소모되는 문제가 있다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 인공지능 딥러닝 방식을 통해 줄기세포를 분석하는 AI 모델을 개발했다. 다양한 세포 이미지를 알고리즘이 구분할 수 있는지 알아보기 위해 배아줄기세포와 유도만능줄기세포를 사용했다. 각각의 줄기세포를 다양한 배양조건에 적용해 세포 모양을 미세하게 변화시켰다.

연구책임자인 홍성회 교수는 “같은 세포와 같은 배양조건을 이용하더라도 연구실, 연구자마다 서로 상이한 결과를 도출하게 되는데 딥러닝 기술은 이러한 문제를 해소하는 데 큰 도움을 줄 수 있다”며 “향후 딥러닝 알고리즘을 장착한 로봇이 세포를 배양하는 무인 세포 배양 자동화 시스템이 구축되면 세포 변형과 오염으로부터 좀 더 안전한 줄기세포 배양이 가능해짐으로써 세포 치료제와 같은 혁신적 의약품 개발이 더 활성화될 수 있을 것”이라고 기대했다.