KISTI, 슈퍼컴퓨터로 독감바이러스 변이 예측 도전

아주경제 이한선 기자 = 한국과학기술정보연구원(KISTI)가 국가슈퍼컴퓨팅연구소 고성능바이오컴퓨팅팀이 개발한 슈퍼컴퓨터 심플루(SimFlu)를 활용해 독감 바이러스의 변이 예측에 도전한다고 7일 밝혔다.

심플루는 예측이 어려웠던 독감 바이러스의 변이를 예측할 수 있도록 돕는 시뮬레이션 프로그램이다.

일반적으로 독감 바이러스는 빠른 속도로 다양한 종류의 변이체를 생산하기 때문에 변종에 대한 예측이 어려운 것으로 알려져 있다.

매년 많은 사람들이 독감 백신을 접종하고 있지만 변종이 발생할 경우 속수무책으로 당하기 쉽다.

1997년 발생한 인체감염 조류독감이나 2009년 신종플루의 경우처럼 항원대변이나 항원소변이 과정을 거치면서 사람이 아닌 조류 또는 돼지에게서 인간으로의 감염이 갑작스럽게 진행되는 바이러스가 출몰하고 있다. 

변종 바이러스의 경각심이 커져가는 가운데 고성능바이오컴퓨팅팀은 지난 3년간 서울대학교 보건대학원과의 공동연구를 통해 2000년부터 2011년까지 실험에 의하여 밝혀진 전 세계 5만6000개의 H1N1, H5N1 및 H3N2 아종들에 대한 유전체 서열들을 수집해 매년 변이되는 패턴을 계산했다.

이 패턴을 활용해 2012년 심플루를 개발해 연구자가 컴퓨팅 환경에서 미리 발생 가능한 변종 바이러스 후보군을 생성해볼 수 있게 됐다.

실제로 2008년에는 1999년에 발생한 독감 바이러스 서열을 대상으로 이 프로그램에서 양성선택에 의한 파라미터를 적용해 시뮬레이션을 수행한 결과 2009년에 발생한 신종 플루와 유사성이 있는 후보 서열들을 얻어 시뮬레이션에 의한 바이러스 변이 예측 가능성을 확인한 바 있다.

해외 사례를 살펴보아도 서로 다른 그룹의 유전체 서열을 가진 독감 바이러스들을 대상으로 유전체 변이를 계산하고 시뮬레이션을 수행하는 프로그램은 현재까지 심플루가 유일하다.

현재 심플루 프로그램의 PC버전은 웹을 통하여 서비스 중으로 변이계산 모듈에 가시화기능을 추가한 버전은 빠르면 내달 경 공개할 계획이다.

안인성 KISTI 고성능바이오컴퓨팅팀장은 “KISTI의 슈퍼컴퓨팅 인프라와 시뮬레이션 원천기술을 바탕으로 갑작스러운 신종 감염병 창궐을 예측․대응할 수 있는 초석을 마련했다”고 밝혔다.

KISTI 국가슈퍼컴퓨팅연구소는 슈퍼컴퓨터를 활용한 국가현안문제 해결의 일환으로 2014년부터 슈퍼컴퓨팅 자원을 활용한 신종 감염병 조기규명 및 확산대응기술 개발에 착수할 예정이며 심플루는 이 시스템의 핵심 분석모듈로 활용될 예정이다.

내년에는 실제 생물학적 변이환경에 보다 근접한 결과를 얻을 수 있는 고급 버전을 서비스할 계획이다.