성균관대, 동물세포 제어 '가상세포 모델' 개발

이동엽 교수팀, 글로벌 20개 연구기관과 가상세포 'iCHO3K' 완성

'세포 대사 현상' 구조적 해석 가능…바이오 공정 최적화 및 비용 절감 기대

[서울=뉴시스] 성균관대 화학공학부 이동엽(왼쪽) 교수, 최동혁 박사. (사진=성균관대 제공) 2026.04.20. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 성균관대학교는 화학공학부 이동엽 교수 연구팀이 동물세포의 상태를 정밀하게 예측하고 제어할 수 있는 차세대 디지털 가상세포 모델 'iCHO3K'를 발표했다고 20일 밝혔다.

살아있는 세포를 이용해 만드는 치료제인 바이오의약품을 생산하기 위해서는 'CHO 세포'라는 일종의 '세포 공장'이 필요하다. 이러한 생산 과정에서는 세포 내부의 생화학 반응을 예측하는 것이 매우 중요한데, 지금까지는 관련 데이터와 모델이 전 세계적으로 흩어져 있어 연구자들이 통합적으로 활용하는 데 어려움이 있었다.

이번에 공개된 'iCHO3K'는 전 세계 13개국 20여 개의 연구기관이 참여해 완성한 글로벌 표준 모델이다. 연구진은  인공지능(AI) 기반의 단백질 구조 예측 기술과 시스템생물학을 융합해 실제 세포의 움직임을 가장 가깝게 구현했다.

연구팀은 모델에 약 3500개의 유전자와 1만1000개 이상의 생화학 반응 데이터를 담았다. 특히 최근 주목받는 AI 단백질 구조 예측 기술을 접목해, 세포 내 효소들이 어떻게 반응하는지 물리적 제약 조건까지 계산할 수 있도록 설계했다.

[서울=뉴시스] 디지털 가상세포 모델 'iCHO3K'의 개요도. (사진=성균관대 제공) 2026.04.20. [email protected] *재판매 및 DB 금지

공동 제1저자인 최동혁 박사는 "이번 모델을 통해 세포 내부의 복잡한 대사 현상을 마치 기계 장치를 들여다보듯 구조적으로 해석할 수 있게 됐다"고 설명했다.

연구를 이끈 이동엽 교수는 "iCHO3K는 사람이 직접 조종하지 않아도 최적의 조건으로 의약품을 생산하는 '자율주행 바이오공정 디지털 트윈'을 구현하기 위한 핵심 기술"이라고 강조했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 산업통상자원부의 지원으로 수행됐으며, 연구 성과는 시스템생물학 분야의 국제 학술지인 '셀 시스템즈(Cell Systems)'에 지난 15일 게재됐다.


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