KAIST, AI로 재설계한 인터페론-람다로 호흡기 바이러스 예방 기술 개발

한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 김호민·정현정 교수와 의과학대학원 오지은 교수 공동 연구팀이 인공지능 기반 단백질 설계와 점막 전달 기술을 결합해 다양한 호흡기 바이러스를 예방할 수 있는 인터페론-람다 기반 플랫폼을 개발했다고 15일 밝혔다.

인터페론-람다는 우리 몸이 바이러스 감염 초기에 생성하는 선천면역 단백질로, 감기와 인플루엔자, 코로나19 등 호흡기 바이러스 방어에 관여한다. 그러나 치료제로 활용할 경우 열과 분해효소, 점액 환경, 섬모 운동에 취약해 비강 투여 시 효능이 제한되는 문제가 있었다.

연구팀은 AI 단백질 설계 기술을 활용해 인터페론-람다의 구조적 불안정성을 개선했다. 흔들리기 쉬운 루프 구조를 나선형 구조로 전환해 단백질 안정성을 높이고, 표면 엔지니어링과 글라이코엔지니어링을 적용해 단백질 응집과 분해를 억제했다. 그 결과 새로 설계된 인터페론-람다는 50℃ 환경에서도 2주 이상 구조를 유지했다.

또한 단백질을 미세 캡슐에 담아 보호하고, 저분자 키토산으로 코팅해 비강 점막 부착력을 강화했다. 이를 통해 점액 환경에서도 빠르게 확산되면서 코 점막에 오래 머무르는 전달 특성을 확보했다.

해당 플랫폼을 인플루엔자 감염 동물 모델에 적용한 결과, 비강 내 바이러스 양이 85% 이상 감소하는 효과가 확인됐다. 연구팀은 이 기술이 냉장 유통 인프라가 부족한 환경에서도 활용 가능하며, 향후 다양한 점막 백신과 단백질 치료제로 확장될 수 있을 것으로 보고 있다.

주요 특징 요약

구분	내용
적용 단백질	인터페론-람다
핵심 기술	AI 기반 단백질 구조 재설계 + 점막 전달 플랫폼
구조 개선	루프 구조를 나선형 구조로 전환
안정성 강화	표면 엔지니어링, 글라이코엔지니어링 적용
열 안정성	50℃에서 2주 이상 유지
전달 방식	미세 캡슐화 + 저분자 키토산 코팅
전달 특성	비강 점막 내 빠른 확산, 장시간 체류
동물 실험 결과	비강 내 바이러스 85% 이상 감소
활용 가능성	호흡기 바이러스 예방제, 점막 백신, 단백질 치료제
기대 효과	냉장 유통 인프라 없이 사용 가능

김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr