엔비디아 새로운 바이오네모 파운데이션 모델, 컴퓨터 지원 신약 개발 확대

엔비디아(www.nvidia.co.kr)가 최신 엔비디아 바이오네모(NVIDIA BioNeMo) 파운데이션 모델을 공개했다. 이는 DNA 서열을 분석하고, 단백질이 약물 분자에 반응하여 바뀌는 모양을 예측하고, RNA를 기반으로 세포의 기능을 판단할 수 있다.  

단백질 구조 예측, 생성 화학, 분자 도킹 예측을 가속화하기 위한 모델은 엔비디아 GTC에서 발표된 추론용 모델 모음 엔비디아 NIM을 통해 마이크로서비스로 제공된다. 또한 엔비디아 AI 엔터프라이즈 플랫폼을 통해 사용할 수 있다. 

케이던스(Cadence)와 아이엠빅 테라퓨틱스(Iambic Therapeutics)를 포함한100개 이상의 기업이 컴퓨터 지원 신약 개발과 생성형 AI를 추진하기 위해 엔비디아 AI를 채택하고 있다. 

차세대 치료제를 개발하는 제약과 생물학 연구자들은 이제 새로운 모델 접근 방식과 함께 엔비디아 바이오네모의 확장된 생성형 AI 툴킷을 활용할 수 있다. 

바이오네모 모델은 AWS 헬스오믹스(AWS HealthOmics)에서 곧 사용 가능하다. AWS 헬스오믹스는 의료와 생명 과학 기관이 DNA와 RNA를 포함한 생체 데이터를 저장, 쿼리, 분석할 수 있도록 지원하는 특화 서비스이다. 

신약 개발 팀은 이러한 기능을 통해 워크플로우에 생성형 AI를 쉽게 통합해 가상으로 약물 분자를 더 잘 이해하고 설계할 수 있다. 또한 시간과 리소스가 많이 소요되는 물리적 실험의 필요성을 줄일 수 있다. 

바이오네모, 유전체학과 단백질 설계를 위한 파운데이션 모델 확장

바이오네모에서 사용할 수 있는 새로운 파운데이션 모델 중에는 최초의 유전체학 모델인 DNABERT가 있다. DNA 서열에 대해 훈련된 이 모델은 게놈의 특정 영역의 기능을 예측하고 유전자 돌연변이와 변이의 영향을 분석하는 데 사용할 수 있다. 

곧 출시될 바이오네모의 두 번째 모델인 scBERT는 단일 세포 RNA 시퀀싱 데이터로 훈련돼 특정 유전자가 제거되거나 비활성화되는 유전자 녹아웃의 영향을 예측할 수 있다. 또한 뉴런, 혈액 세포 또는 근육 세포와 같은 세포 유형을 식별하는 등의 다운스트림 작업에 적용할 수 있다. 

바이오네모 모델 컬렉션에 합류한 세 번째 모델인 에퀴독(EquiDock)은 약물 분자의 효과를 이해하는 데 중요한 두 단백질이 상호 작용하는 방식의 3D 구조를 예측할 수 있다. 

AI 인사이트를 제공하는 새로운 마이크로서비스

컨테이너화된 AI 마이크로서비스의 NIM 카탈로그에는 24개 이상의 헬스케어 모델이 포함된다. 그중에는 잠재적인 신약 후보물질과 해당 단백질 후보물질의 3D 구조를 예측하는 디피독(DiffDock)과 단일 아미노산 서열을 기반으로 단백질 구조를 예측할 수 있는 ESM폴드(ESMFold)가 있다. 

또 다른 NIM인 몰밈(MolMIM)은 사용자가 정의한 특성에 최적화된 신약 후보물질을 생성하며, 특정 단백질 표적에 결합하도록 최적화된 분자를 설계할 수도 있다. 

개발자는 온프레미스 엔비디아 인증 시스템 뿐만 아니라 아마존웹서비스(AWS), 구글 클라우드(Google Cloud), 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure), 오라클 클라우드 인프라(OCI) 등의 주요 클라우드 마켓플레이스를 사용해 엔비디아 AI 엔터프라이즈를 통해 프로덕션급 NIM 마이크로서비스에 액세스할 수 있다. 

100개 이상의 기업이 신약 개발 워크플로우에 바이오네모 기반 AI 활용 중

다음을 포함한 전 세계 100개 이상의 기업이 엔비디아 바이오네모를 사용하고 있다. 

아스텔라스 제약(Astellas Pharma): 도쿄에 본사를 둔 이 회사는 바이오네모를 사용해 신약 개발 애플리케이션을 위한 분자 시뮬레이션과 대규모 언어 모델을 가속화한다. 이 회사는 도쿄-1 AI 슈퍼컴퓨터를 사용해 작업을 더욱 발전시킬 예정이다.

케이던스: 캘리포니아 새너제이에 위치한 선도적인 컴퓨팅 소프트웨어 개발업체인 케이던스는 자사의 오리온(Orion) 플랫폼에 바이오네모 마이크로서비스를 통합해 분자 시뮬레이션을 가속화한다.

아이엠빅: 샌디에이고에 소재한 신약 개발 회사인 아이엠빅은 바이오네모를 도입했으며, 연구원들이 단백질의 3D 구조가 약물 분자에 반응해 어떻게 변화하는지 예측하는 데 도움을 주기 위해 비상업적 용도로 바이오네모 클라우드 API 또는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스인 뉴럴플렉서(NeuralPLexer) 모델을 제공할 예정이다.

인실리코 메디슨(Insilico Medicine): 스타트업을 위한 엔비디아 인셉션(Inception)프로그램의 프리미어 멤버인 뉴욕 소재 인실리코는 AI 가속화 신약 개발 워크플로우에 바이오네모를 통합해 임상 단계에 있는 6개를 포함해 30개 이상의 치료 자산 파이프라인을 개발했다.

리커전(Recursion): 솔트레이크시티에 위치한 이 신약개발 회사는 바이오네모를 통해 자사의 페놈-베타(Phenom-Beta) AI 모델을 제공하는 호스팅 파트너이다. 이 트랜스포머 모델은 세포 현미경 이미지에서 인사이트를 추출해 연구자들이 세포 기능을 더 잘 이해할 수 있도록 도와준다.

테레이 테라퓨틱스(Terray Therapeutics): 남부 캘리포니아에 본사를 둔 이 생명공학회사는 다중 표적 구조 결합 모델 개발을 위해 바이오네모를 사용하고 있으며, 저분자 설계를 위한 생성형 AI 모델을 엔비디아 DGX 클라우드에서 훈련하고 있다. 

3월 21일(목)까지 캘리포니아 새너제이에서 열리는 글로벌 AI 콘퍼런스인 GTC에서 최신 AI 및 헬스케어 소식을 온라인으로 확인할 수 있다. 19일 밤 12시(한국시간)에 진행되는 엔비디아 헬스케어 부사장 킴벌리 파월(Kimberly Powell)의 의료 분야의 생성형 AI에 대한 특별 연설도 확인할 수 있다. 

여기에서 엔비디아 창립자 겸 CEO 젠슨 황(Jensen Huang)의 GTC 기조연설을 시청할 수 있다.