서울대학교 생명과학부 장혜식 교수는 12월 6일, 코엑스에서 개최한 정보통신산업진흥원(NIPA) 주관 오픈소스 페스티벌 2024 행사에서 “오픈소스가 생물학에 미친 영향”에 대한 강연을 펼쳤다.

이번 강연은 “오픈소스로 플어내는 생명의 코드”라는 주제로 생물학 발전에 기여한 오픈소스의 역할을 조명했다. 오픈소스가 생물학 연구의 발전에 기여한 사례를 중심으로 진행되었으며, 그는 과거 자신의 개발 경험과 생물학 연구 경험을 통해, 생물학이 정보 중심의 학문으로 오픈소스와 데이터 공유가 큰 변화를 이끌었다고 설명했다.

오픈소스와 생물학 : 혁신의 사례

장 교수는 AI 기반 단백질 구조 예측 프로그램인 알파폴드를 예로 들며, 오픈소스가 연구 혁신을 가속화했다고 설명했다. 알파폴드는 단백질 서열을 입력받아 단백질의 3차원 구조를 예측하는 프로그램으로, 신약 개발의 핵심 도구로 자리 잡았다.

알파폴드가 탄생할 수 있었던 배경에는 다양한 오픈소스 소프트웨어와 도구의 활용이 있었다. 기존의 오픈소스 기술이 없었다면 알파폴드와 같은 혁신적인 프로그램은 훨씬 늦게 등장했을 것이다. 특히 머신러닝 라이브러리, 과학 연산 툴, 서열 분석 도구 등이 알파폴드 개발에 핵심적인 역할을 했다. 그는 "알파폴드의 성공은 오픈소스 도구와 커뮤니티의 협력이 없었다면 불가능했을 것"이라고 덧붙였다.

또한 알파폴드의 영향을 받아 개발된 오픈소스 프로젝트인 Chi는 단백질 구조 예측 모델을 아파치 라이선스로 공개해 많은 연구자들에게 도움이 되고 있다.

오픈소스와 생물학 데이터 포맷의 혁신

새로운 기술이 개발되면서 생물학 연구에서는 이를 지원하는 데이터 포맷과 프로그램이 필수적이다. 그는 "생물학 연구는 정보 기반의 분야로, 데이터 교환과 분석이 핵심이다. 오픈소스는 이러한 과정을 단순화하고 효율을 극대화한다"고 강조했다.

특히, DNA 시퀀싱 데이터의 분석 및 변이 검출에 사용되는 소프트웨어들이 BSD 라이선스나 MIT 라이선스로 공개되어, 연구자들이 GNU 툴처럼 자유롭게 활용할 수 있는 환경이 조성되었다고 언급했다. 한 가지 흥미로운 사실은 생물학에서 널리 사용되는 많은 도구들이 행리(Heng Li)라는 한 명의 개발자에 의해 개발되었다고 덧붙였다.

오픈소스와 시민과학 : 생물학의 새로운 도약

장혜식 교수는 생물학의 발전이 전문 연구자들만의 영역을 넘어 시민과학 프로젝트를 통해 대중과 함께 이루어지고 있음을 강조했다. 그는 대표 사례로 ‘세라투스 프로젝트’를 언급하며, 클라우드 기술과 오픈소스를 활용해 기존에 알려지지 않았던 13만 종의 바이러스를 발견한 과정을 설명했다. 이는 데이터 분석 기술이 생물학 연구의 대중화를 가능하게 한 사례로 평가됐다.해당 연구는 네이처(Nature)에 게재되며 과학적 가치를 인정받았고, 소스 코드는 GPL v3 라이선스로 공개되어 누구나 접근할 수 있다.

미래 생물학의 중요한 분야로 꼽히는 합성생물학(Synthetic Biology) 역시 오픈소스의 영향을 받고 있다. 그는 이 분야에서 툴체인, 부품 모듈화, 플랫폼이 중요한 역할을 한다며, 오픈소스가 연구와 개발의 효율성을 크게 높일 것으로 전망했다. 그러나 합성생물학은 생물학적 테러 방지 규제와 고가의 장비라는 문제를 극복해야 할 과제도 안고 있다고 덧붙였다.

장 교수는 시민과학과 오픈소스가 생물학 연구를 대중화하고 지속 가능한 발전을 가능하게 하는 중요한 원동력임을 강조하며, 이러한 협력의 확장을 기대했다. 오픈소스는 생물학 연구 환경의 혁신을 이끌며, 기술적 진입 장벽과 비용을 낮추는 데 기여하고 있다. 장 교수는 생물 정보학 분야에서 오픈소스가 데이터 분석과 교환을 가능하게 해 연구 비용을 줄이고 효율성을 높였다고 밝혔다.

장 교수는 자신이 개발에 참여한 mRNA 백신 연구에 대해서도 소개했다. mRNA 백신 개발 과정을 통해 오픈소스의 실질적인 활용 사례를 설명했다. mRNA는 약 4,000개의 염기 문자열로 구성된 민감한 RNA 구조다. RNA의 내구성을 개선하고 투여량을 최소화하는 방식을 통해 효과적인 백신을 설계했으며, 이 프로그램 역시 소스 코드를 MIT 라이선스로 공개해 누구나 활용할 수 있도록 했다고 밝혔다.

끝없는 가능성, 오픈소스와 생물학

장 교수는 생물학에서 오픈소스의 중요성과 가능성을 강조하며 강연을 마무리했다. 그는 "오픈소스는 연구 비용을 낮추고 누구나 접근할 수 있는 환경을 제공한다"며, 생물학 연구가 더욱 대중화될 것이라고 전망했다. 그는 새로운 개념과 데이터를 공유할 수 있는 생물학적 오픈소스 생태계가 지속 가능성을 높이고 혁신을 촉진한다고 강조했다. 또한, 더 많은 연구자와 개발자가 오픈소스 생태계에 동참하길 기대한다고 밝혔다.

이번 강연은 생물학과 오픈소스가 융합된 새로운 연구 분야에 대한 대중의 관심을 불러일으키며 성황리에 마무리되었다.