ํธ์ง์ ์ฃผ: ํ๋ฆฌ์ค๋ผ์ ๋งํฌ์์ ์ฒซ ๋ฒ์งธ BioHub ํ์บ์คํธ์์ ๊ทธ๋ค์ ํ์ฌ BioHub์ ๊ณผํ ์ฑ ์์์ธ ์๋ ์ค ๋ผ์ด๋ธ์ค๊ฐ ์ฃผ๋ํ EvoScale ์ธ์์ ๋ํด ๋ ผ์ํ์ต๋๋ค. ESM-1์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ทธ๋ค์ ์๋ช ์ ์ญ์์ ์์งํ ์๋ฐฑ๋ง ๊ฐ์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ด์ ๋ํด ์ธ์ด ๋ชจ๋ธ์ ํ๋ จํ์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ๋จํ "๋ค์ ํ ํฐ" ๋ชฉํ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ต๋๋ค: ๋๋จธ์ง ์์ด์ ๋ฌธ๋งฅ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌด์์๋ก ๋ง์คํน๋ ์๋ฏธ๋ ธ์ฐ์ ์์ธกํฉ๋๋ค. ํ์ง๋ง ๊ทธ๋ค์ ๊ณง ์ด ๋ชจ๋ธ๋ค์ด ์๋ฌผํ์ ๊ตฌ์กฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ํ์ตํ์์ ๋ฐ๊ฒฌํ์ผ๋ฉฐ, ๋ชจ๋ธ์ด ๋ช ์์ ์ผ๋ก ๋ณด์ฌ์ค ์ ์ด ์๋ ํน์ฑ์ ํฌํจํ๊ณ , ์ด ๋ฅ๋ ฅ์ด ๊ณ์ฐ๋๊ณผ ํจ๊ป ์์ธก ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํ์ฅ๋๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ฐ๊ฒฌํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ESM2์ ESM3๋ก ์ด์ด์ก์ต๋๋ค.
์ค๋ ์๋ ์ค๋ ESMFold 2๋ฅผ ๋ฐํํ์ต๋๋ค, ์ด๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์๋ฌผํ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ์์ธก, ์ค๊ณ ๋ฐ ๋ฐ๊ฒฌ์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํ๋ ๊ฐ๋ฐฉํ ๊ณผํ ์์ง์ ๋๋ค.
ํฌ๋ผ์ด์ค-EM ๋ฐ์ดํฐ(CZI ํ์บ์คํธ์์ ๋
ผ์๋จ)๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ํ ESMFold2๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ํธ์์ฉ, ํนํ ์น๋ฃ์ ์ค์ํ ์์์ธ ํญ์ฒด์์ ์ต์ฒจ๋จ ์ฑ๋ฅ์ ๋ณด๊ณ ํ๋ฉฐ, ์ถ๋ก ์๊ฐ ์ค์ผ์ผ๋ง์ด ์ ๋ฐ ๋ฉด์ญํ์ 5๊ฐ์ง ๋์์์๋ ์๋ํ๊ณ ์๋ค๋ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ ์์ต๋๋ค.
๋ค๋ฅธ ์ ๋ช
ํ AI ร ๋จ๋ฐฑ์ง ํด๋ฉ ํ๋ก์ ํธ์ ๊ฒฝ์๋ฅผ ํํ๋ฉด์, ๊ทธ๋ค์ ๋ํ 68์ต ๊ฐ์ ๋จ๋ฐฑ์ง๊ณผ 11์ต ๊ฐ์ ์์ธก ๊ตฌ์กฐ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ์ํ๋ผ์ค๋ฅผ ์ถ์ํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ๊ทธ๋ค์ ์น์ฌ์ดํธ์์ ๊ฐ์ง๊ณ ๋ ์ ์์ต๋๋ค. ์ด ๊ฑฐ๋ํ ์ถ์๋ฅผ ์ํด ๊ทธ๋ค๊ณผ ํจ๊ป ์ผํ ์ ์์ด ์๊ด์
๋๋ค!
๊ณผํ ํ์บ์คํธ์์ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ค์ ๋ฐ๋ณต๋๋ ๋ง ์ค ํ๋๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ํด๋ฉ, ์ฌ๋ฃ ์ค๊ณ, ์ธํฌ ์๋ฌผํ ๋ฑ์ด ์ธ์ด ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ๋ ๋งค์ฐ ๋ค๋ฅธ ๋ฌธ์ ๋ผ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ํ์คํ ๊ทธ๋ ์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ BioHub์ ์๋ ์ค ๋ผ์ด๋ธ์ค์ ESM ํ์ ๋ฐฉ๊ธ ํ๋ฆฌํ๋ฆฐํธ์ ๋ชจ๋ธ์ ์ถ์ํ์ผ๋ฉฐ, ์ถฉ๋ถํ ํฌ๊ณ ๋ค์ํ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์์ ํ๋ จ๋ ์์ BERT ๊ฐ์ ํธ๋์คํฌ๋จธ ๋ชจ๋ธ์ด ์ผ๋ถ ๊ฐ์ฅ ์ด๋ ค์ด ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ด๋ จ ๋ฌธ์ ์์ AlphaFold3 ๊ฐ์ ํนํ๋ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฅ๊ฐํ ์ ์์์ ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
Andrew White๋ ์ฐ๋ฆฌ์ ์ฒซ LS-Science ์ํผ์๋์์ ํ๋ฅญํ ์ธ๊ทธ๋จผํธ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์์ผ๋ฉฐ, 2020๋ ์ ์ถ์๋์์ ๋ AlphaFold2๊ฐ ์ผ๋ง๋ ๋๋ผ์ ๋์ง๋ฅผ ์ค๋ช ํ์ต๋๋ค: ๊ทธ๊ฒ์ ๊ฐ์๊ธฐ ๋น์ ์ ๋ฐ์คํฌํฑ์ GPU์์ ํด๊ฒฐํ ์ ์๋ ๋ฌธ์ ๋ค์ DESRes๊ฐ ๋ง์ถค ASIC ์ํผ์ปดํจํฐ ํด๋ฌ์คํฐ๋ก ํด๊ฒฐํด์ผ ํ๋ ๋ฌธ์ ๋ค์ ๋ฐ์คํฌํฑ์ GPU์์ ํด๊ฒฐํ์ต๋๋ค. ์กด ์ ํผ์ ๋ฐ๋ฏธ์ค ํ์ฌ๋น์ค๋ ์ด ์์ ์ผ๋ก ํํ์ ๋ ธ๋ฒจ์์ ์์ํ์ต๋๋ค.
AlphaFold2๋ ๋งค์ฐ ์๋ฆฌํ ๊ด์ฐฐ์ ํ์ฉํ์ต๋๋ค: ์ฌ๋ฌ ์ข ์ด ์์ ๋์ฐ๋ณ์ด๋ฅผ ํจ๊ป ์งํ์ํจ๋ค๋ฉด, ์ด๋ ๋์ฐ๋ณ์ด๊ฐ 3์ฐจ์ ๊ณต๊ฐ์์ ๊ฐ๊น๊ฒ ์๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ถ๋ถ์ ํด๋นํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํฉ๋๋ค. ์ด๊ฒ์ ๋ณดํต MSA(๋ค์ค ์์ด ์ ๋ ฌ)๋ก ๋จ์ถ๋๋ฉฐ, AlphaFold2๋ฅผ ๊ทธ๋ ๊ฒ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ง๋๋ ํต์ฌ ํต์ฐฐ์ ๋๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ ๋ค๋ฅธ ๊ท๋ฉ์ ํธํฅ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก, ๊ทธ๊ฒ์ ์ผ๋ฐํ๋ฅผ ์์์ํต๋๋ค.
LLM์ ์ค์ผ์ผ๋ง ๋ฒ์น๊ณผ ๊ตฌ์กฐ ์์ธก ๋ชจ๋ธ ์ถ์์ ํ์๋ผ์ธ์ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ESM ํ์ AlphaFold2 ์ถ์ ํ MSA-๋ฌด์ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์์ ์๋นํ ๊ฐํํ์ต๋๋ค. ์ด๋ ๋ช ํํ ์ค์ผ์ผ ๊ฐ์ค์ ๋ํ ๋ง์ ๋ฏฟ์์ด ํ์ํฉ๋๋ค.
์ ์ด๋ฌํ ํ์ ์ธ๊ฐ?
ESM์ ๋ง์ ์ค์ผ์ผ๋ง ๋ฒ์น๊ณผ "์ฐ๋ผ๋ฆฐ ๊ตํ"์ด ์ ์ ๋ ์ ํํจ์ด ์ฆ๋ช ๋๊ณ ์๋ ์๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฐ๋์์ต๋๋ค. AlphaFold2์ ์์ฒญ๋ ์ฑ๊ณต์ ํฅ๋ฏธ๋กญ๊ณ ๋ ์ธ์ธํ๊ฒ ์ค๋ง์ค๋ฌ์ ์ ๊ฒ์ ๋๋ค. ํ์ง๋ง MSA๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ ๋ชจ๋ธ์ด ์ฃผ์ด์ง ๋๋ฉ์ธ์์ ์ ํํ๋ ค๋ฉด MSA๋ฅผ ํฌํจํ๋ ํ๋ จ ๋ฐ์ดํฐ์ ์์กดํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํฉ๋๋ค. ํ๋ จํ MSA๊ฐ ์๋ ํญ์ฒด ๊ฐ์ ๊ฒ๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, AlphaFold๋ ์ฑ๋ฅ์ด ๋ฎ์ ๊ฒฝํฅ์ด ์์ต๋๋ค.
ESM์ ๋ค๋ฅธ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์์ ์ทจํฉ๋๋ค: ์ฐพ์ ์ ์๋ ๋งํผ์ ๋ค์์ฑ์ ๋ํ ๋น์ง๋ ํ๋ จ์ผ๋ก ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ฐ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ฐฐ์ฐ๊ณ (์น์ํ๊ฒ ๋ค๋ฆฌ๋์?) ๊ทธ๊ฒ์ ๋ค์ Protein Data Bank(PDB) ๋ฐ ๊ธฐํ ์ถ์ฒ์์ ์๋ ค์ง ๊ตฌ์กฐ๋ก ์ํธ ์ฐ๊ด์ํต๋๋ค.
๋ค์ ๋งํด, ์๋ ๋ชจ๋ธ์ ๋๋ค.
"์๋ ๋ชจ๋ธ"์ ์ ๊ฐ ์ด๋ ๊ฒ ์ ์ํ๋ ๊ณผ์ฅ๋ ์ฉ์ด์ ๋๋ค:
๋น์ง๋ ํ๋ จ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฐ์ดํฐ์์ ์ถ์์ ํจํด์ ๋ฐฐ์๋๋ค:
์ถ์ํ๋ ์๋ฏธ๋ก ์ ์ด์ด์ผ ํฉ๋๋ค - ์๋ก์ด ๊ตฌ์กฐ๋ ํ์ค ์ธ๊ณ์ ๊ท์น์ ๋ฐ๋ฅด๋ ๊ฒ๋ค์ ๋ํ๋ ๋๋ค
์ถ์ํ๋ ๊ตฌ์ฑ์ ์ด์ด์ผ ํฉ๋๋ค - ๋ค๋ฅธ ํจํด์ ์ฌ์กฐํฉํ๋ฉด ์๋กญ๊ณ ์ข ์ข ์ ํจํ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋ง๋ค์ด์ง๋๋ค
์ถ์ํ๋ ์ผ๋ฐํ๋ฅผ ์ง์ํด์ผ ํฉ๋๋ค - ํ๋ จ๋ฐ์ง ์์ ํ์ค ์ธ๊ณ์ ๊ฒ๋ค์ ์์ธกํฉ๋๋ค
์๋ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ์ง๋ฉด, ๋ค์ด์คํธ๋ฆผ ์์ ์ ์ํด "ํค๋"๋ฅผ ๋ถ์ฐฉํ ์ ์์ต๋๋ค: ๋จ๋ฐฑ์ง์ ํน์ฑ์ ์์ธกํ๊ฑฐ๋, ๊ทธ ๊ธฐ๋ฅ์ ํน์ฑ์ ๋ถํดํ๊ฑฐ๋, ์ค๊ณ ๊ธฐ์ค์ ์ถฉ์กฑํ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ํ ํํ์ ๊ฒ์ํฉ๋๋ค. BioHub์ด MIT ๋ผ์ด์ ์ค ํ์์ ๋ฐฉ๊ธ ์ถ์ํ ๋ ๊ฐ์ ํฐ ๋ชจ๋ธ์ด ์ด์ ์ง์ ๋งคํ๋ฉ๋๋ค:
์๋ ๋ชจ๋ธ์ด "์์ธกํ ์ ์๋" ํฅ๋ฏธ๋ก์ด ๋ฐฉ๋ฒ ์ค ํ๋๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์์ด์ ์์ฑํ ๋ค์ ๊ฒฐํฉ ์นํ์ฑ ๊ฐ์ ์์ธก๋ ํน์ฑ์ ์คํ์ค์์ ์ธก์ ํ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ์๋ ์ค๋ ์ํผ์๋์์ ๊ทธ๋ค์ด ์ต์ ์คํ์ค์์ ์์ธกํ ์ผ๋ถ ๋ ์ด๋ ค์ด ๋ถ์๋ฅผ ๊ฒ์ฆํ๋ ๊ฒ์ ๋ํด ๋งํฉ๋๋ค. ์ ๋ง ๋ฉ์ ธ์!
๋ ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉ๋ฒ์ Sparse Auto Encoders(SAE) ๊ฐ์ ๊ธฐ๊ณ ํด์ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ชจ๋ธ์์ ์๋ฏธ๋ก ์ ํน์ฑ์ ์ถ์ถํ ๋ค์ ์๋ ค์ง์ง ์์ ์๋ฌผํ์ ์์ธกํ๋ ์๋ก์ด ํน์ฑ์ ์ฐพ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ์ด ๋ถ๋ถ์ ๋ง์น์ง ์๊ฒ ์ต๋๋ค: ๊ทธ๊ฒ์ ์ํผ์๋์ ํ์ด๋ผ์ดํธ ์ค ํ๋์์ต๋๋ค!
์ฐ๋ฆฌ๋ ๋ชจ๋ ์ ์ ์๊ฐ ์ปดํจํฐ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๊ฐ๋ค๊ณ ๋ค์์ง๋ง, ๋ณดํต ๊ทธ ์ดํ๋ก๋ ์ ์ถ๊ฐ ์ฝํด์ง๋๋ค. ๋ฌผ๋ก ์ ์ ์๋ ์ ์ฌ๋์ด RNA๋ก ๋๊ณ RNA๋ ๋ฒ์ญ๋์ด ๋จ๋ฐฑ์ง๋ก ๋๋ฏ๋ก, ์ ์ ์๋ ๋จ๋ฐฑ์ง์ ๋ง๋๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด์ง๋ง, ๊ทธ๊ฒ์ "์ด์ง ์ซ์๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋๋ค"๋ก๋ง ์ ์ถ๋ฅผ ์ด์ด๊ฐ๋๋ค.
๋ ๋์ ๋น์ ์ ๋๋ค: ์ธํฌํต์ ์ ์ฅ์ฅ์น/์ ์ฅ ์ ์ด๊ธฐ๋ก, ๋ฆฌ๋ณด์์ JIT ์ปดํ์ผ๋ฌ ๋ฐ ๋ฐํ์์ผ๋ก, ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ SAE๋ฅผ ํตํด ์๋ ๋ชจ๋ธ์์ ๋ฐฐ์ฐ๋ ์๋ฏธ๋ก ์ ํน์ฑ์ ํจ์๋ก, ๋จ๋ฐฑ์ง์ ์ํฌํ๋ก์ฐ(์ ํธ ์ ๋ฌ ๊ฒฝ๋ก)์์ ํจ๊ป ์ํธ ์์ฉํ์ฌ ๋์๊ณผ ์ถ๋ ฅ(ํํํ)์ ์์ฑํ๋ ํ๋ก์ธ์ค๋ก ์๊ฐํ ์ ์์ต๋๋ค.
ํจ์์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก, SAE ํน์ฑ์ ์ง์ญ, 2์ฐจ ๋ฐ 3์ฐจ ๊ตฌ์กฐ์ ๊ณ์ธต์ ๊ตฌ์ฑ(๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๋ชจ๋ฐฉํจ)์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ํ ๋ง ํตํฉ, ๋ฌด์ง์ํ ์์ญ ๋ฐ ์ดํฉํ ๊ฒฐํฉ ๊ฐ์ ๊ฐ๋ ์ ๋ชจํฐํ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฌํ ํน์ฑ์ ์๋ก์ด ๋จ๋ฐฑ์ง ์ค๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐฐ์ฐ๋ฉด์, ์ฐ๋ฆฌ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๊ฐ๋ฅํ ์๋ฌผํ์ผ๋ก ๋ ๋์๊ฐ๋๋ค.
์๋ ์ค๋ ์ํผ์๋์์ ์ด์ ๋ํด ํจ์ฌ ๋ ์์ธํ ์ค๋ช ํ๋ฉฐ, ๋ค์์ ํฌํจํฉ๋๋ค:
์ฆ๊ธฐ์ธ์!
์ข์์๋ฅผ ๋๋ฅด๊ณ ๊ตฌ๋ ํด์ฃผ์ธ์!