복잡한 분자도 한눈에! 인공지능 신약 개발의 새로운 지도, 'HiFrAMes' 탄생
컴퓨터가 문장을 읽을 때 단어와 글자로 쪼개어 이해하듯, 이제 복잡한 약물 분자도 아주 쉽고 체계적으로 쪼개서 분석할 수 있는 길이 열렸다. 최근 텍사스 A&M 대학교 연구팀이 발표한 새로운 분자 구조 분석 프레임워크인 'HiFrAMes(하이프레임즈)'가 그 주인공이다. 이 기술은 마치 레고 블록을 분해하듯 복잡한 화학 구조를 의미 있는 조각으로 나누어, 인공지능(AI)이 신약을 더 빠르고 정확하게 설계할 수 있도록 돕는다. 인공지능이 화학의 '언어'를 더 깊이 이해해야 하는 이유 최근 구글 딥마인드의 알파폴드3(AlphaFold3) 같은 혁신적인 AI 모델이 등장하면서 단백질 구조를 예측하고 신약을 개발하는 속도가 엄청나게 빨라지고 있다. 하지만 아무리 똑똑한 AI라도 분자 구조를 제대로 이해하지 못하면 무용지물이다. 기존에는 분자를 단순한 문자열(SMILES)이나 지문 형태의 데이터로 변환해 AI에게 가르쳤다. 하지만 이런 방식은 분자가 가진 복잡한 입체적 연결 구조와 계층적인 특징을 충분히 보여주지 못한다는 한계가 있었다. 문장을 단어 단위로 쪼개지 않고 그냥 글자들의 나열로만 본다면 그 깊은 의미를 알기 어려운 것과 마찬가지다. 레고 블록처럼 분자를 분해하는 4단계 마법의 파이프라인 연구팀은 분자 그래프를 계층적으로 쪼개고 추상화하는 4단계의 체계적인 과정을 개발했다. 이 과정은 크게 '나뭇잎 사슬(Leaf Chain)' 추출, '고리 그물(Ring Mesh)' 축소, '고리 열거(Ring Enumeration)', 그리고 '연결기(Linker)' 탐지로 나뉜다. 먼저, 분자의 핵심 줄기에서 삐져나온 잔가지들을 먼저 쳐낸다. 이를 '나뭇잎 사슬'이라 부르는데, 주로 약물의 성질을 미세하게 조정하는 역할을 한다. 그다음 남은 핵심 고리 구조들을 단순화하고, 그 안에 숨겨진 모든 고리들을 하나하나 찾아낸다. 마지막으로 이 고리들을 이어주는...