AI로 고리형 RNA 비밀 푼다…유전자 조절 연구 '새 길'

부산대학교 연구팀이 인공지능(AI)을 이용해 고리형 RNA(circRNA)와 마이크로RNA(miRNA)의 결합 위치를 예측하는 기술을 개발했다.

22일 부산대학교 컴퓨터공학부 송길태 교수 연구팀은 AI 생물정보학 도구 'circMAC'을 개발했다고 밝혔다. 해당 연구 결과는 국제학술지 '브리핑스 인 바이오인포매틱스'에 지난 9월 9일 게재됐다.

circRNA는 유전자 조절에 영향을 미치는 고리 모양의 분자다. 기존에는 circRNA를 선형으로 간주해 RNA 양 끝이 연결되는 부분의 염기서열 정보를 놓치는 한계가 있었다.

circMAC은 전체 길이의 circRNA와 miRNA를 입력받아 각 염기서열의 결합 확률을 예측한다. 이를 통해 두 RNA가 상호작용하는지 여부를 넘어 '어디서' 상호작용이 일어날 가능성이 높은지를 파악할 수 있다.

송길태 교수는 "핵심적인 발전은 circRNA와 miRNA가 상호작용하는지 묻는 것에서 더 나아가 그 상호작용이 어디서 일어날 가능성이 높은지 묻는 것으로 이동한 것"이라고 설명했다.

연구팀은 circRNA의 고리형 서열 특성을 보존하기 위해 세 가지 상호보완적인 서열 모델링 접근법을 결합했다. 성능 평가에서 circMAC은 F1-매크로 점수 0.762, AUROC 0.902, AUPRC 0.545를 기록하며 기존 RNA 언어 모델보다 우수한 성능을 보였다.

송 교수는 "전체 길이의 서열 맥락을 유지하고 특정 miRNA에 대한 예측을 조건화함으로써 후속 실험을 위한 후보 영역에 더 집중할 수 있다"고 말했다.

연구팀은 이 기술이 유전자 조절 연구에서 실험적 검증을 위한 후보 결합 영역의 우선순위를 정하는 데 도움을 줄 수 있다고 밝혔다. 다만, 기능적 상호작용이나 임상 적용을 확립하기보다는 후보 영역을 제시하는 데 목적이 있다고 덧붙였다.