주커버그 재단, AI를 활용해 '모든 질병 치료, 예방 및 관리' 나선다

마크 저커버그는 질병 퇴치를 위한 광범위한 미션의 일환으로 인공지능(AI)에 대규모 투자를 하고 있습니다. 그의 아내 프리실라 찬과 함께 공동 의장을 맡고 있는 찬 저커버그 이니셔티브(CZI)는 비영리 생명과학 연구에 전념하는 세계적 규모의 컴퓨팅 시스템을 구축하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이 야심 찬 고성능 컴퓨팅 클러스터는 AI 및 대형 언어 모델(LLM)에 특화된 1,000개 이상의 그래픽 처리 장치(GPU)를 갖출 전망입니다. 이 컴퓨팅 파워를 활용함으로써 과학자들은 건강한 세포와 질병 세포를 분석하고 예측하는 모델에 접근할 수 있게 되어 획기적인 의료 발전을 이루는 데 기여할 것입니다.

CZI의 과학 기술 부사장인 패트리시아 브레난은 이 이니셔티브의 중요성을 강조하며 “이 AI 컴퓨팅 시스템 구축은 세기말까지 모든 질병을 치료, 예방 또는 관리하는 데 필수적인 첫 걸음입니다. 이를 통해 과학 공동체는 세포와 생물학적 시스템 내의 상호작용을 더 깊이 이해할 수 있을 것입니다”라고 말했습니다.

이 이니셔티브는 막대한 컴퓨팅 파워를 이용해 가상 생물학 시뮬레이터를 생성하여 연구자들이 세포가 인체 장기 기능에 어떻게 기여하는지 이해하는 데 도움을 줄 계획입니다. 주요 목표 중 하나는 다양한 세포 상태를 매핑할 수 있는 "가상 세포"를 구축하는 것입니다.

많은 대학 및 연구 기관들은 대량의 생물의학 데이터를 분석하기 위한 인프라를 부담하기 어려워하고 있습니다. 브레난은 “AI 클러스터는 세계에서 비영리 생명과학 연구를 위한 가장 강력한 고성능 컴퓨팅 시스템 중 하나가 될 것입니다. 민간 부문이 AI 생물의학 프로젝트에 대규모로 투자하고 있지만, 세포의 디지털 모델 개발을 위한 견고한 인프라는 많은 기관들에게 경제적으로 실현 가능하지 않습니다”라고 언급했습니다.

AI 모델링의 성공에는 데이터 품질이 필수적입니다. 이 이니셔티브는 CZ CELLxGENE 도구와 같은 방대한 데이터셋을 이 모델에 투입할 계획이며, 이 도구는 5천만 개 이상의 세포 기록을 포함하고 있습니다. 추가 데이터 출처로는 단백질 위치 및 상호작용 아틀라스, OpenCell, 그리고 세포 아틀라스인 Tabula Sapiens가 있습니다.

뉴욕 대학교 텐돈 공과 대학의 생물 의공학 조교수인 데이비드 M. 트루옹은 고품질 데이터셋의 중요성을 강조하며 “이전 노력은 데이터 입력의 품질 문제에 부딪혔습니다. 현대의 대규모 생물학적 데이터셋은 신뢰성이 높지만, 많은 생물의학 연구자들은 이 데이터를 탐색하기 어려워합니다. AI 시스템은 researcher들에게 데이터를 효과적으로 요약하고 정리하는 데 도움을 줄 수 있습니다”라고 말했습니다.

저커버그의 생물의학 AI 이니셔티브는 더 큰 흐름의 일환입니다. 알파폴드(AlphaFold)와 ESM 단백질 아틀라스와 같은 혁신적 시스템은 이미 인간 생물학에 대한 이해를 심화시키고 있습니다. 또한 테라(Terra)와 같은 플랫폼은 생물의학 연구자들에게 클라우드 기반 데이터 분석 및 대규모 프로젝트 협업을 지원합니다. MIT와 하버드 대학교의 브로드 연구소, 알파벳, 마이크로소프트가 협력하여 개발한 테라는 사용자에게 자원 관리를 간소화하는 고급 플랫폼-서비스(PaaS)를 제공합니다.

Nvidia의 기여 중 하나인 파라브릭스(Parabricks)는 GPU를 활용해 유전체 시퀀싱을 가속화하여 처리 시간을 크게 단축시키고 비용을 절감합니다. 또한 Nvidia의 BioNeMo 프레임워크는 단백질 및 화학에 맞춤화된 사용 가능한 LLM을 제공하여 훈련 및 스케일링 프로세스를 간소화합니다.

저커버그의 AI 프로젝트에 대한 비전은 야심 차며, Pediatrician 출신인 찬은 세기말까지 모든 질병을 치료, 예방 또는 관리하는 것을 목표로 하고 있습니다. 브레난은 이 미션에 대해 연구자들이 유전적 또는 후천적 세포 변화를 모니터링하는 데 도움을 주겠다고 설명했습니다.

브레난은 “우리의 모든 작업에서, 우리는 데이터, 인프라, 모델, 인터페이스 및 깊은 생물학적 지식의 필요성을 인식하며, 인간 세포 및 시스템의 포괄적인 모델을 구축하기 위한 차별화된 영향을 미칠 기회를 찾고 있습니다”라고 덧붙였습니다.

바이오기술 소프트웨어 회사 테셀라겐의 CEO인 에두아르도 아벨리우크는 이 프로젝트의 규모에 대해 인정하며 “이 이니셔티브는 과거의 인프라 프로젝트를 초월하여 강력한 컴퓨팅 접근성을 목표로 하는 비할 데 없는 노력으로 보입니다”라고 말했습니다. 그러나 그는 이러한 목표를 달성하려면 기술 발전 이상의 것이 필요할 것이라고 지적했습니다. “중요한 진전은 세계적 협력, 사회적 노력 및 기초 과학의 상당한 발전에 달려 있습니다.”