생명체를 구성하는 가장 작은 단위인 세포는 질병을 이해하는 데 매우 중요한 단서를 제공하지만 세포에 관한 우리의 지식은 여전히 상당히 불완전하다. 가령 우리는 DNA, 단백질, 지질과 같은 수십억 개의 생체 분자가 어떻게 복합적으로 작용하여 하나의 세포 활동을 구성하는지 모른다. 또한 다양한 유형의 세포가 인체 내에서 상호 작용하는 방식 역시 미지의 영역으로 남아있다. 세포, 조직 및 신체기관에 병이 생기는 이유와 이를 건강하게 유지할 수 있는 방법에 대해 우리는 제한적인 정보만을 갖고 있다.

인공지능(AI)은 이러한 궁금증에 대한 답을 찾고 해당 지식을 전 세계에 적용하여 인류의 건강과 복지 수준을 높이는 데 도움이 될 수 있다. 단, 이를 위해서는 연구자들이 이 강력한 신기술에 접근하고 활용할 수 있어야 한다.

AI 모델을 사용하여 모든 세포 상태와 세포 유형을 나타낼 수 있다고 상상해 보자. ‘가상 세포’는 망막의 빛을 감지하는 간상세포와 원추세포, 심장 박동을 유지하는 심근세포 등 인체 내 각종 세포의 형태와 알려진 특성을 시뮬레이션할 수 있을 것이다.

과학자들은 이러한 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 세포가 특정한 조건과 자극에 어떻게 반응하는지 예측할 수 있다. 즉, 질병에 감염될 경우 면역 세포의 반응, 희귀 질환을 안고 태어난 신생아의 세포 수준에서 나타나는 현상, 심지어 신약에 대한 환자의 예상 신체 반응 등을 파악할 수 있게 된다. 그 결과 과학적 발견, 환자 진단, 치료에 대한 의사결정이 가속화되고 안전성 및 효율성도 강화될 것이다.