국내 연구진이 인공 단백질 설계 기술을 바탕으로 자연계 바이러스처럼 대형 구조를 만드는 데 성공했다. 포항공대 이상민 교수와 미국 워싱턴대 데이비드 베이커 교수 공동 연구팀은 단일 단백질이 오각형과 육각형 배열을 동시에 형성하며 자가조립되는 '준대칭성' 구조를 인공적으로 구현했다. 이 기술은 기존의 완전한 대칭 구조 설계 한계를 넘어, 최대 220나노미터 크기의 둥근 껍질 구조를 생성할 수 있게 했다.

연구팀은 단백질이 평평하게 배열되면 구조가 닫히지 않고, 지나치게 휘면 크기가 작아진다는 점에 주목해 중간 영역을 정밀 설계했다. 같은 단백질 블록이 위치에 따라 삼량체 단위로 서로 다른 각도에서 결합하게 해, 마치 레고 블록처럼 돔 형태의 껍질을 형성하도록 했다. 이 과정에서 최소 70나노미터에서 최대 220나노미터 크기의 다양한 나노케이지가 생성됐다.

이번 성과는 약물 전달체, 백신 플랫폼, 효소 캡슐화, 인공 세포소기관 등 차세대 바이오 소재 개발의 기반이 될 전망이다. 연구 결과는 과학 분야 국제학술지 '네이처'에 게재됐으며, 인공지능 기반 단백질 설계의 새로운 가능성을 제시했다.