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ETRI, 슈퍼컴으로 암·희귀병 미리 잡는다
ETRI, 슈퍼컴으로 암·희귀병 미리 잡는다
  • 차종환 기자
  • 승인 2014.08.20 13:12
  • 댓글 0
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유전체정보 뽑아 DNA분석…맞춤형 의료 ‘활짝’
▲ ETRI 연구진이 슈퍼컴 마하시스템을 이용해 유전체를 분석하는 장면을 CG를 통해 보여주고 있다.

우리나라에서 연간 암 질환으로 사망하는 사람이 7만 명에 이른다. 이에 따른 세계 항암제 시장만 80조원에 이르는데 이 중 60조원은 나에게 꼭 맞는 표적 항암제를 찾는데 사용하는 비용이라고 한다.

이에 국내 연구진이 자체 제작한 토종 슈퍼컴퓨터를 이용해 암이나 질병 예측은 물론 국제적인 암 유전자 연구에까지 나서고 있어 화제가 되고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 20일, 독자 개발한 바이오 특화형 슈퍼컴퓨팅 시스템인 ‘마하(MAHA)’를 이용, 인간유전체 관련 세계최고 권위를 자랑하는 국제암유전체컨소시엄(ICGC)에 클라우드 슈퍼컴퓨팅 서비스를 지난해 11월부터 제공하는 등 유전체 분석 데이터센터에 선정됐다고 밝혔다.

컨소시엄에는 ETRI를 포함, 미국의 시카고대학 슈퍼컴센터, 일본의 동경대 의료과학연구소, 스페인 바르셀로나 슈퍼컴센터를 비롯한 총 6개 기관의 슈퍼컴퓨터를 이용, 전세계 2000명의 암유전체데이터를 분석하고 있다.

슈퍼컴을 이용해 암세포나 희귀질환을 분석하는 방법은 혈액 한방울을 ‘시퀀서’라는 기계에 넣고 돌리면 DNA 조각들이 대량으로 쏟아진다.

사람의 염색체 23개의 쌍을 서로 연결하면 염기쌍이 사람 1인당 30억 개가 만들어지는데 이를 슈퍼컴을 이용해 분석하면 빠른 시간 내에 그 사람만의 특이한 염기쌍 구별이 가능케 돼 이를 통해 암질환이나 유전적 희귀병을 알 수 있게 된다. 이를 통해 나의 몸에 맞는 항암제도 쉽게 찾을 수 있다.

ETRI는 지난해 유전체분석용 슈퍼컴퓨팅 시스템을 기술 이전해 연구소기업인 ㈜신테카바이오를 설립, 오는 2020년을 목표로 본격적인 상용화 시장에 뛰어들고 있다고 밝혔다.

ETRI가 개발한 슈퍼컴 ‘마하’는 105테라플롭스(TFlops)급으로 스토리지는 1.5페타(PB: 1500테라바이트), 코어(Core) 수는 3만6000개다.

유전체분석서비스를 기반으로 암이나 질병 예측, 맞춤형 약물 적합성 판정 등의 맞춤형 의료서비스 실현의 토대를 마련한 것으로 평가받고 있다.

ETRI는 지난 2011년 '마하'를 이용, DNA 분석시간을 기존 12시간에서 5시간내외로 절반 이상 줄이는데 성공한 바 있다.

아울러 차세대맞춤의료사업단과 함께 인간유전체 38명, 질병표적유전체 6000개, 서울대병원과 삼성병원에 각각 480개, 588개의 유전체 데이터를 분석하기도 했다.

이렇듯 슈퍼컴을 통해, 불필요한 치료나 약물 부작용을 줄일 수 있고 뿐만 아니라 예방의학 지원도 가능해 불필요한 의료비 지출을 없애는 장점이 있다고 연구진은 설명했다.

슈퍼컴퓨터의 성능은 크게 데이터를 저장할 수 있는 능력인 스토리지(Storage), 메모리 성능을 나타내는 CPU-메모리, 이를 상호 연결시켜 주는 네트워크 등으로 구성된다.

ETRI는 특히, 스토리지 분야서 탁월한 연구능력을 갖고 있으며 시스템 소프트웨어 기술 또한 우수해, 정부출연연구기관중 유일하게 우리의 기술로 슈퍼컴퓨터를 만들고 있다고 설명했다.

이미 스토리지 관련 기술은 기술이전을 통해 국내 대기업뿐만 아니라 중소기업 등 ISP업체에서 ‘웹하드’와 같은 서비스에 적용됐다. 

ETRI는 이와 같은 슈퍼컴 제조능력을 바탕으로 올해 초, 시장가격의 절반 이하의 비용으로 개발한 1PB 스토리지 시스템과 800코어 규모의 컴퓨팅자원을 ICGC 서비스에 적용했다.

슈퍼컴 시스템의 소비전력은 GPGPU를 활용해 기존대비 3분의 1, 사용공간은 7분의 1, 구축비용은 절반으로 줄였으며 노드당 성능은 7배로 높였다. 아울러 유전체 분석 작업 시간도 기존 외국산제품에 비해 30%나 단축했다는 설명이다.

연구진은 오는 2016년경, 개인별 DNA를 표준군과 대조하면 비교가 되는 변이형질을 추출, 개인별로 특히 취약한 암이나 만성질환 여부를 1시간 이내에 검사할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 올해 기준, 피 한방울로 인간 유전체 해독비용은 기존 5000달러에서 1000달러로 하락, 게놈시대를 서둘러 앞당기고 있다.

ETRI는 ‘마하’ 슈퍼컴이 컴퓨팅시스템 개발과제로는 유일하게 미래창조과학부가 선정한 ‘2014년도 국가연구개발 우수성과 100선’에도 포함됐다고 설명했다.

 


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