초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구팀의 최종 목표는 신약 표적 탐색부터 디자인, 최적화, 검증, 신약 후보 도출까지 컴퓨터를 이용한 신약 개발 전 과정을 수행할 수 있는 인공지능 기반의 통합 플랫폼 개발이다. 이를 위해서 다음 3개의 서브 플랫폼 및 관련 기술을 개발하며, 개발된 기술은 웹기반의 사용자 환경을 통해서 사용할 수 있게 된다.
○ 유전체 기반의 질환 표적 탐색 및 후보 화합물 선별 플랫폼
○ 단백질 구조 예측 기반의 신약 디자인, 리간드 기반의 신약 디자인을 통합한 신약 디자인 플랫폼
○ 신약 성공

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구팀의 최종 목표는 신약 표적 탐색부터 디자인, 최적화, 검증, 신약 후보 도출까지 컴퓨터를 이용한 신약 개발 전 과정을 수행할 수 있는 인공지능 기반의 통합 플랫폼 개발이다. 이를 위해서 다음 3개의 서브 플랫폼 및 관련 기술을 개발하며, 개발된 기술은 웹기반의 사용자 환경을 통해서 사용할 수 있게 된다.
○ 유전체 기반의 질환 표적 탐색 및 후보 화합물 선별 플랫폼
○ 단백질 구조 예측 기반의 신약 디자인, 리간드 기반의 신약 디자인을 통합한 신약 디자인 플랫폼
○ 신약 성공 가능성 예측을 위한 인실리코 신약 성공 가능성 예측 플랫폼

□ 연구개발성과
○ 유전체 기반 표적탐색 및 신약 후보 물질 탐색
● 차세서열 해독 방법을 통해 생산된 유전체 정모를 이용하여 유전체 발현 마커를 찾는 방법 개발
● 유전체 발현 마커 기반 신약 후보 물질 및 질환 표적 탐색 방법 개발
● 개발된 방법을 이용하여 단시간내에 새로운 당뇨병 치료제 후보 물질을 찾아냄

○ 인공지능과 단백질 구조, 화합물 정보를 이용한 신약 디자인 파이프라인인 Drug Designer 개발.
● 화합물과 표적 단백질 구조 기반 신약 디자인을 위해서 7가지 이상의 8가지의 신약 개발 인공지능 모델을 개발함.
● 개발된 모델은 신약 초기 화합물 탐색부터, Scaffold 디자인, 화합물 최적화, 구조기반의 후보물질 선별, 특성 분석 및 임상 실험 실해 가능성등 신약 개발에 융용한 모델로 구성되어 있음.
● 개발된 인공지능을 활용하여 새로운 후보 물질을 디자인

○ 인공지능 신약 개발을 위한 웹기반의 AD3 플랫폼을 개발
● 개발된 인공지능 모델을 활용할 수 있도록 웹기반의 서비스 플랫폼을 개발

○ AD3 플랫폼을 이용하여 1억원 규모의 신약 개발 서비스 계약 수주

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ REMEDY 시스템을 이용하여 최근 빠르게 증가하고 있는 다양한 질병 유전체 데이터를 활용하여 신약 후보 물질을 탐색.
○ 표적이 선별된 질병에 대해서 DRUG DESIGNER를 이용한 신약 후보 물질 빠르게 도출하거나 최적화 진행.
○ AD3웹 서비스 기반으로 다양한 신약 개발에 프로젝트에 활용
○ 본 연구를 통해서 개발된 다양한 인공지능 기반 신약 개발 알고리즘을 이후 다양한 표적에 대한 신약 개발 서비스를 할 예정임.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 2-1 . 연구수행내용 및 성과 ... 10
• (1) 유전체 기반 표적 발굴 및 약물 후보 탐색 (REMEDY) [2차년] ... 10
• (2) 유전체 기반 약물 반응 예측 (CODD) [1차년] ... 11
• (3) AI기반 암 표현형 예측 및 마커 유전자 탐색 [1차년, 3세부 공동개발] ... 13
• (4) AI기반 약물-표적 상호작용 예측 (SimCNN- DTA) [2차년] ... 13
• (5) AI기반 약물-표적 상호작용 예측 (DTI+ Affinity) [2차년] ... 15
• (6) AI기반 Hit 탐색 (DTI+ Hit Screen) [2차년 ] ... 18
• (7) AI기반 활성 화합물 후보 생성 (REDESIGNS) [1차년] ... 19
• (8) AI기반 화합물 구조 최적화 (Optimizer) [1차년 ] ... 21
• (9) AI기반 BBB 투과성 예측 [2차년] ... 22
• (10) AI기반 단백질-화합물 결합 에너지 예측 (AK- score) [1차년, 2세부 공동개발] ... 24
• (11) AI기반 합성 경로 예측 (Retrosynthesis) [2 세부 공동] ... 24
• (12) AI기반 화합물 특성분석 (SPICA) [2차년] ... 25
• (13) 임상 시험 성공 실패 가능성 예측모델 개발 [1차년, 2차년] ... 27
• (14)AI기반 신약 성공 예측 [2차년] ... 31
• (15) AI기반 유전 독성 측정 (DeepComet) [1차년, 3세부 공동] ... 32
• (16)신약 디자인 통합 파이프라인 개발 ... 33
• (17) AD3 통합 플랫폼 개발 [1차년, 2차년] ... 37
• (18) 다양한 표적에 대한 저해제 개발 ... 42
• 2-2. 대표적 성과 ... 49
• (1) 특허 성과 ... 49
• (2) 논문 성과 ... 49
• (3) 기타성과 ... 49
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 50
• 3-1. 목표 ... 50
• 3-2. 목표 달성 여부 ... 52
• (1 ) 연차, 단계목표 달성도 ... 52
• (2) 최종 목표 달성도 ... 53
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 53
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 54
• 붙임. 참고문헌 ... 55
• 끝페이지 ... 55