AI가 찾아낸 펩타이드, 항생제 내성 살모넬라 잡았다...국립호남권생물자원관 연구 성과...장질환 감소율 89.17%로 기존 항생제 앞질러

국립호남권생물자원관, AI·섬 야생생물 유전정보 결합해 신약 후보 물질 발굴

[한국정보기술신문] 인공지능(AI) 기술을 활용해 찾아낸 신규 펩타이드가 기존 항생제에 내성을 가진 살모넬라균에 효과적으로 작용하는 것이 실험으로 확인됐다. 기후에너지환경부 산하 국립호남권생물자원관(관장 박진영)은 2026년 2월 19일, 민관 공동 연구를 통해 염증성 장질환 치료에 효과를 보이는 신약 후보 물질을 발굴했다고 밝혔다.

이번 연구에는 국립호남권생물자원관 섬야생생물소재 선진화연구단 송하연 책임연구원 연구팀을 비롯해 전남대학교 약학과 조남기 교수팀, 인실리코젠 펩타이드 연구팀, 한국식품연구원 기능성플랫폼연구단 유귀재 박사 연구팀이 공동으로 참여했다.

AI로 후보 물질 선별, 기존 방식보다 신속·정밀

연구진은 섬·연안 야생생물에서 확보한 대규모 유전정보를 바탕으로 AI 분석 기술을 적용해 항균 기능이 우수할 것으로 예측되는 펩타이드를 선별했다. 이후 AI 예측 결과를 토대로 단계적인 실험 검증을 거쳐, 기존의 신약 탐색 방식보다 더 빠르고 정밀하게 후보 물질을 찾아냈다. 이번 연구 결과는 섬야생생물소재 선진화연구단이 2023년부터 수행 중인 '다부처 국가생명연구자원 선진화사업' 가운데 '섬 야생생물 유래 오믹스(유전정보) 빅데이터 및 펩타이드 소재 확보' 과제를 통해 도출됐다.

펩타이드는 아미노산 2~50개가 연결된 매우 작은 단백질 조각으로, 기존 항생제와는 구조적·기능적 특성이 다른 생체 유래 물질이다. 몸속에서 세포 간 신호 전달, 면역 조절, 조직 회복 등 다양한 생리적 기능을 수행하며, 내성균 발생 가능성이 낮아 차세대 항생물질로 주목받고 있다.

기존 항생제 능가하는 장질환 감소율

이번 연구 결과, AI 기술로 발굴된 펩타이드는 살모넬라 감염으로 인한 장 염증을 효과적으로 완화했으며, 염증 유발 물질의 분비를 조절하고 장 점막을 보호하는 작용도 확인됐다. 살모넬라균에 의한 장질환 감소율은 89.17%로, 기존 항생제인 키프로플록사신의 87.78%보다 높은 수치를 기록했다.

동물 실험에서도 효과가 뚜렷하게 나타났다. 살모넬라에 감염된 마우스는 시간이 지남에 따라 체중이 감소한 반면, 펩타이드를 투여한 실험군은 체중이 유지됐다. 또한 살모넬라 감염 시 염증 반응으로 비장이 비대해지는 현상이 펩타이드 투여군에서는 관찰되지 않았으며, 분변 내 살모넬라 균 수도 유의미하게 감소한 것으로 나타났다.

항생제 내성 문제 대안으로 주목

살모넬라에 의한 감염성 대장염은 사람과 가축 모두에서 흔히 발생하는 질병이다. 최근 항생제 내성을 가진 균주가 늘어나면서 치료가 점점 어려워지고 있으며, 특히 가축에서는 성장 지연, 사료 효율 저하, 폐사율 증가 등으로 이어져 축산 생산성과 방역 비용에도 큰 부담을 주고 있다. 여러 항생제를 병용하는 기존 치료 방식만으로는 한계가 분명하다는 지적이 계속돼왔다.

박진영 국립호남권생물자원관장은 "이번 연구는 항생제 내성균으로 인해 치료가 어려운 장질환에 새로운 대안을 제시한 의미 있는 성과"라며, "인공지능을 활용한 섬·연안 야생생물 유래 펩타이드 발굴은 기존 신약 개발의 한계를 극복할 수 있는 중요한 접근법으로, 앞으로 적용 범위를 더욱 넓혀나가고 실용화 가능성에 대비한 추가 연구를 지속할 계획"이라고 밝혔다.

한국정보기술신문 학제간융합분과 김수민 기자 news@kitpa.org