생성형 바이오의 시대: 인공지능과 생명

생성형 바이오의 시대: 인공지능과 생명

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Description
★ 생성형 바이오, 인공지능과 생명
: 동아시아미래가치연구소 생명학 CLASS 다섯 번째 책은 성균관대학교 나노공학과 교수 김용호 선생님의 강연을 정리했다. 이 책에서 우리가 마주하는 핵심 키워드는 ‘생성형 바이오’, ‘인공지능’, 그리고 ‘생명’이다. 이 세 가지는 현재 우리 사회와 과학기술 전반에서 가장 중요한 화두라고 할 수 있다. 예전에는 이 키워드들을 하나의 흐름으로 묶어 생각하기가 쉽지 않았지만, 이 책에서는 그 역사적 맥락을 중심으로 이야기를 시작할 것이다.
특히 노벨상을 하나의 축으로 삼아, 최근 약 70년간의 과학사 속에서 생명과학이 어떤 방식으로 발전해 왔는지 살펴본다. 생명과학 내부의 변화뿐 아니라, 과학 전반과 맞물리며 형성된 흐름을 함께 짚어보면서, 우리가 지금 어느 방향으로 이동하고 있는지에 대해서도 일정한 거리에서 생각해 볼 수 있을 것이다. 이 책은 개인적인 판단이나 의견을 중심에 두기보다는, 공학적·의학적 지식을 바탕으로 한 설명에 초점을 두고 있다. 다만 그 과정에서 필연적으로 등장하는 복잡한 내용을 가능한 한 단순화하고, 동시에 그 이면에 놓인 문제들을 조금은 철학적인 시선으로도 함께 바라볼 수 있는 계기가 되길 바란다.
저자

김용호

KAIST에서석사학위취득,LG화학에서연구원으로재직하였으며,UPenn에서생화학박사학위를취득,MIT에서박사후연구원과정을거쳐세계적수준의연구경력을완성했다.현재는성균관대학교나노공학과교수로성균나노과학기술원에재직하며나노기술과생화학을접목하여생명과학분야의난제를해결하는연구를이끌고있다.주요연구성과로는공동제1저자로참여한「ComputationalDesignofVirus-likeProteinAssembliesonCarbonNanotubeSurfaces」(Science,2011)를비롯하여,「CaptureandImagingofthePre-hairpinIntermediateinViralMembraneFusionoftheParamyxovirusPIV5」(PNAS,2011),「DeNovoDesignandMolecularAssemblyofaTransmembraneDiporphyrin-BindingProteinComplex」(JACS,2010)등다수가있다.

목차

기획의말

생성형바이오의시대:인공지능과생명
1.들어가며
2.1901년이후,생명을이해하는방식의변화
3.기술은생명을어떻게드러내는가
4.데이터가생명을예측하기시작하다
5.단백질디자인과생성형바이오의도래
6.인공신경망과단백질디자인
7.생성형바이오가여는생명설계의시대

Q&A

출판사 서평

★생성형바이오가여는생명설계의시대
:저자김용호교수는현재성균관대학교나노공학과학과장으로,약학대학,생명공학대학,화학과,의공학과등4개학과에겸직으로소속되어있다.이러한이력은한가지사실을분명하게보여준다.학문은이미본격적으로융합의단계에들어섰다는점이다.학과라는구분은여전히존재하지만,소속보다서로다른학문이어떤방향을향해나아가고있는지가더중요해지고있다.서로다른언어와방법을사용하지만,문제의식과방향성은점점가까워지고있다.
김용호교수가지금하는가장큰일가운데하나는,컴퓨터를이용해방대한데이터를분석하고,그정보를바탕으로단백질의구조를새롭게설계하고서열을만드는일이다.이렇게설계된단백질을활용해,우리몸에존재하는단백질을기반으로한치료제를개발하는것이핵심적인작업이다.
코로나시기를거치면서전세계적으로엄청난어려움을겪었고,그과정에서세계경제도크게흔들렸다.그런데그때자본의흐름이어디로향했는지를보면,거의대부분인공지능과생명과학분야로집중되었다.여기에는분명위험성도존재한다.자본이한곳으로싱크홀처럼빨려들어가고있는데,그에비해생산성은아직충분히외부로드러나지않고있기때문이다.그럼에도불구하고인공지능이‘무섭게’느껴지는이유는,이분야가가진잠재력이워낙크기때문이다.지금우리는그잠재력을둘러싸고진행되는치열한기술경쟁의한가운데에서있다고볼수있다.
단백질디자인분야에있어서저자는우리나라1세대연구자에해당한다.특히이를신약개발에실제로적용하는연구자는,현재국내에서는손에꼽을정도로많지않다.이런상황이나타나는이유가운데하나는시대의변화속도가매우빠르기때문이다.바이오산업에서우리나라의세계시장점유율은과연얼마일까?놀랍게도약1.6%에불과하다.그동안우리는공정과생산,즉남이만들어놓은것을빠르게따라잡고효율적으로개선하는데에는매우강한국가였다.그러나완전히새로운혁신기술,특히AI와같은영역에서는상대적으로뒤처져있는것이현실이다.최근정부차원에서AI에대규모투자를지속적으로강조하는이유역시,이러한산업구조의불균형과깊이연결되어있다.이러한흐름을극복하기위해서는결국새로운산업을열어야한다.그리고그핵심이바로현재시장점유율이1.6%에불과한신약개발,생체소재,바이오진단과같은분야이다.이산업들이성장하기위해필요한기반기술이무엇인가를생각해보면,AI기반의단백질디자인과생성형바이오기술이바로그토대에해당한다.

★생명을살리는쪽으로발전하는기술
:저자는개인적인경험을밝히면서,유전질환을고생한아이들의아픔에대해공감하고있다.희귀·난치성질환,특히아이들을위한연구개발을해야겠다는생각으로특히연구에매진하고있으며,최첨단바이오기술은생명을살리는쪽으로가야한다고강조한다.파괴적인방향이아니라,생명을지키는쪽으로계속방향을잡아줘야한다.바로이점이이기술에대해스스로부여한기준이다.저자는AI를무서워할대상으로보지않는다.생명현상을바라보는관점에서보면,대응할수있는도구라고생각한다.우리의삶은더윤택해질수있는기술적기반위에서있으며,중요한건이기술을어떻게사용할것인가에대한고민이다.
1954년,과학사에서는매우중요한인물이등장하는데바로라이너스폴링(LinusPauling)이다.폴링은단백질연구에서결정적인업적을남긴과학자다.단백질은아미노산으로이루어져있는데,이아미노산들이어떤방식으로서로연결되어있는지,즉화학적결합구조를처음으로규명한사람이바로폴링이다.이연구는단순히“결합이이렇게생겼다”는사실을밝힌데그치지않고,생명체의물질적기반을이해하는데결정적인단서를제공했고,이러한연구성과로노벨화학상을받았다.놀랍게도폴링은약3~4년뒤,다시노벨평화상을받게된다.이미노벨상을통해확보한사회적영향력을바탕으로,핵무기반대운동과반전운동에적극적으로나섰기때문이다.이처럼과거의과학자들은자신의연구성과를사회적·윤리적문제와분리하지않았다.과학적역량과인문학적소양이함께작동하던시기였다고할수있다.
이점이중요한이유는특히인공지능을개발하는공학계열연구자들이윤리적·인문학적성찰없이기술개발에만몰두할경우,기술을잘만들고못만들고의문제가아니라,사회전체를위협하는‘괴물’을만들위험이있기때문이다.이는단지이론적인우려가아니라,사회와경제를실제로붕괴시킬수있는문제다.특히AI를다루는생명과학분야는,다른전공보다더철학적이고윤리적인기준을세워야한다.학생들에게인문학적소양을심어주고,사회에대해깊이사고할수있는힘을길러주는것,기술을배척하거나AI를사악한존재로보는것이아니라,우리의미래를어떻게더나은방향으로만들어갈수있을지를함께고민하는것,이런교육철학속에서의미있는결과들이나올수있을것이다.


〈동아시아미래가치연구소생명학CLASS〉를기획하며
:오늘날우리는‘생명’이라는단어를자연스럽게사용하지만,그의미를깊이성찰할기회는많지않다.근대과학과서구적사유속에서정립된‘생명’개념은우리삶에깊숙이스며들었지만,동시에인간과자연,기계와생명의경계를엄격히구분하는이분법적사고를만들어냈다.그러나21세기들어기후위기,인구구조의변화,첨단기술의발전,인공지능(AI)의등장과같은거대한전환을맞이하면서,기존의생명관은더이상충분한설명력이없음을드러내고있다.이제우리는다시금묻는다.생명이란무엇인가?우리는생명을어떻게이해하고,어떤가치를부여해야하는가?생명과생명을잇는관계속에서돌봄과책임은어떤의미를가지는가?‘기술발전과함께생명윤리는어떻게변화해야하는가?
성균관대학교동아시아미래가치연구소의생명학CLASS시리즈는이러한질문에답하고자기획되었다.동아시아미래가치연구소는동아시아적전통속에서생명개념을탐구하고,현대과학기술및인문학적사유를융합하여생명의의미를재구성하는시도를이어가고자한다.이강연록은다양한학문분야의연구자들이주축이되어학술적,사회문화적관점에서생명을해석하고,현대사회가직면한생명관련난제들을조망하는내용으로구성된다.특히,현재더욱중요해지고있는‘돌봄(care)’과‘생명윤리(bioethics)’의가치에주목하며,생명과생명사이의관계성을조명한다.이시리즈를통해우리는근대적생명관의한계를넘어,‘돌봄’과‘생명윤리’를중심으로자연과인간,기술과생명의새로운관계를모색한다.생명에대한철학적,윤리적,사회적논의를확장함으로써,보다지속가능하고공생적인미래를설계하는데기여할수있을것이다.