생명공학 연구에서의 인공지능 활용

미래 의학을 여는 데이터 혁명, 실험 설계에서 신약 개발까지

강소정 지음

언바운더(unbounder) 2025년 04월 01일 출간

작품소개

책소개

★ ★ ★ ★ ★ AI가 펼치는 생명의 지도: 유전자부터 환경까지, 혁신의 연결고리
★ ★ ★ ★ ★ 가상 실험실에서 현실 치료제까지, 인공지능이 재편하는 생명공학의 모든 것

이 책은 인공지능이 생명공학 연구의 판도를 뒤바꾸는 과정을 입체적으로 조명합니다. 유전체 해석에서 단백질 구조 예측, 맞춤형 유전자 치료에 이르기까지 AI 기술이 어떻게 생명의 비밀을 하나씩 풀어내는지 최신 사례를 통해 보여줍니다. AlphaFold의 혁명적 성과부터 AI 설계 대체 단백질 개발까지, 실험실 벽을 넘어 현장에 적용되는 기술 발전상을 생생하게 전달합니다.

CRISPR-Cas9과 AI의 시너지를 통한 정밀 유전자 편집, 장수 유전자 발굴을 위한 머신러닝 기법, AI 기반 역노화 프로그래밍 등 미래 지향적 주제를 깊이 있게 탐구합니다. 특히 바이오센서와 실시간 건강 모니터링, AI 영상 진단 기술이 의료 현장에 가져올 변화를 구체적인 시나리오로 제시하며, 독자들에게 기술의 사회적 영향력을 생각해보게 합니다.

환경 분야에서는 AI가 설계하는 생분해성 소재부터 기후변화 대응을 위한 생태계 모델링까지, 지속 가능성을 위한 기술 혁신을 조명합니다. 마이크로바이옴 분석을 통한 미생물 군집 제어 기술, 스마트 팜에 적용되는 AI 알고리즘, 식품 안전 관리 시스템 등 일상생활과 직결된 응용 사례를 통해 과학이 삶에 스며드는 과정을 보여줍니다.

이 책은 단순한 기술 설명을 넘어, AI 생명공학이 맞닥뜨린 윤리적 도전과 데이터 편향성 문제 등 깊이 있는 논의를 포함합니다. 독자들은 생명을 디지털화하는 기술의 한계와 가능성, 인간과 기계의 협업 미래를 종합적으로 사유할 수 있을 것입니다.

목차

판권 (Copyright)
글쓴이 (About the author)
이 책에 대하여 (About the book)
프롤로그 (Prologue)
목차 (Contents)
I. AI와 생명공학의 융합
- 디지털 DNA 해독: AI로 풀어내는 유전체의 비밀
- 단백질 구조 예측의 혁명: AlphaFold와 그 이후
- AI 기반 신약 설계: 가상에서 현실로
- 합성생물학의 새 지평: AI로 디자인하는 인공 생명체
- 바이오센서와 AI의 결합: 실시간 건강 모니터링의 미래
II. 유전자 편집과 AI
- CRISPR-Cas9과 AI의 시너지: 정밀 유전자 편집의 시대
- AI 주도 유전자 치료: 유전병 극복을 위한 새로운 희망
- 에피제네틱스 예측: AI로 해독하는 유전자 발현 조절 메커니즘
III. 노화 연구와 AI
- AI 노화 시계: 생물학적 나이 측정의 혁신
- 역노화 프로그래밍: AI로 되돌리는 세포의 시간
- 장수 유전자 발굴: AI가 찾아내는 건강한 노화의 비밀
IV. 뷰티테크와 AI
- AI 부 분석: 개인 맞춤형 화장품의 시대
- 가상 메이크업 혁명: AI로 미리 보는 변신
- 헤어케어의 미래: AI 기반 두피와 모발 건강 관리
V. 의료 진단과 AI
- AI 영상 진단: 의료 이미지 분석의 새로운 지평
- 디지털 병리학: AI로 현미경을 대체하다
- 유전자 변이 해석: AI로 예측하는 질병 위험
VI. 바이오 데이터 분석
- 싱글셀 시퀀싱과 AI: 세포 하나하나의 비밀 탐구
- 멀티오믹스 통합: AI로 그리는 생명의 전체 지도
- 바이오인포매틱스 진화: AI 가속 데이터 해석
VII. 생태계와 환경 연구
- AI 생태계 모델링: 기후 변화 시대의 필수 도구
- 마이크로바이옴 분석: AI로 해독하는 미생물 세계
- 환경 독성 예측: AI로 설계하는 안전한 화학물질
VIII. 농업과 식품 공학
- 스마트 팜의 두뇌: AI로 최적화하는 작물 재배
- 식품 안전 관리: AI로 지키는 먹거리 품질
- 대체 단백질 개발: AI로 설계하는 미래 식품
IX. 바이오 에너지와 소재
- AI 설계 바이오 연료: 지속 가능한 에너지의 미래
- 생분해성 소재 혁명: AI로 개발하는 친환경 플라스틱
- 바이오닉 소재 탄생: AI로 모방하는 자연의 지혜
X. 윤리와 규제
- AI 바이오 연구 윤리: 디지털 시대의 새로운 도전
에필로그 (Epilogue)
출판사 리뷰 (Review)
세상의 언바운더들에게 (To Unbounder)

책 속으로

어느 날 실험실의 현미경 너머로 바라본 미지의 세계는, 이제 알고리즘의 빛으로 채워지고 있습니다. 유전체 분석에 필요한 수년의 시간이 AI의 손길에 의해 순식간에 압축되고, 단백질의 3차원 구조가 예측 불가능했던 미로에서 차곡차곡 펼쳐집니다. 이는 단순한 기술의 진보가 아닌, "생명을 읽는 방식 자체의 혁명"입니다.

우리는 DNA 염기서열 속에 숨겨진 이야기를 AI의 눈으로 재해석하는 시대에 살고 있습니다. CRISPR 가위가 AI의 정밀한 안내를 받아 유전자 편집의 오차를 줄이고, 가상 공간에서 설계된 신약 분자가 실제 환자의 몸속에서 기적을 일으키는 현장을 목격하고 있습니다. 생명공학 연구자들의 작업대는 이제 슈퍼컴퓨터의 연산 능력과 머신러닝 모델의 예측력으로 무장했으며, 실험실 벽 안팎의 경계가 점차 희미해지고 있습니다.

이 책은 AI가 그리는 생명의 새로운 지도를 탐험하는 항해일지입니다. 유전자 발현의 미묘한 리듬을 포착하는 AI 에피제네틱스 모델부터, 미생물 군집의 복잡한 상호작용을 해석하는 알고리즘까지——각 장마다 독자들은 "데이터의 바다에서 발견된 생명의 보석"을 만나게 될 것입니다. 특히 노화 시계를 역행시키는 AI 프로그램 개발 과정에서는, 과학적 탐구가 인간의 영생 욕구와 어떻게 조우하는지 생생하게 전달됩니다.

하지만 이 여정은 결코 순탄치 않을 것입니다. AI가 예측한 단백질 구조와 실제 실험 결과의 괴리, 생체 데이터의 윤리적 활용 문제, 알고리즘 편향으로 인한 연구 왜곡 가능성——이 모든 난제를 직면하며 우리는 기술의 한계와 가능성을 동시에 마주하게 됩니다.

"이제 생명의 퍼즐을 맞추는 주체는 인간과 AI의 공동 작업자가 되었습니다."
이 책이 독자 여러분에게는 미래 생명과학의 나침반이 되길, 동시에 인공지능 시대의 생명 윤리를 성찰하는 거울이 되길 소망합니다. 지금, 유전자 코드와 신경망이 만나는 그 경계에서 펼쳐질 이야기에 여러분을 초대합니다.

출판사 서평

★ ★ ★ ★ ★ "생명의 미스터리를 AI로 해체하다——과학적 통찰과 기술 혁신의 결정체"
★ ★ ★ ★ ★ "유전자 편집부터 인공 생명체 설계까지, 미래를 선점할 필독서"

젠바이오의 신간은 AI와 생명공학의 융합이 만들어내는 파라다임 전환을 종합적으로 분석한 역작입니다. 유전체 분석부터 합성생물학, 의료 진단까지 핵심 주제를 아우르며, 독자들에게 "생명과학 연구의 새 언어"를 제시합니다. AlphaFold의 단백질 구조 예측 혁명부터 AI 기반 역노화 프로그래밍까지, 최신 기술 동향을 실제 사례와 함께 심층적으로 조명합니다.

이 책은 단순한 기술 설명을 넘어 "융합 연구의 방법론"을 제시합니다. CRISPR-Cas9과 AI의 시너지 효과, 장수 유전자 발굴을 위한 딥러닝 기법, 바이오센서와 실시간 건강 모니터링 시스템 등 다양한 분야의 접점을 탐구합니다. 특히 AI가 예측한 생분해성 소재 설계부터 기후 변화 대응 생태계 모델링까지, 환경 문제 해결을 위한 기술 적용 사례를 구체적으로 소개합니다.

"과학의 경계를 넘어 인류의 미래를 설계하는 이 시대 필독서"
젠바이오는 이 책이 AI 생명공학 분야의 새로운 표준 교재이자 혁신의 나침반으로 자리매김할 것을 확신합니다. 기술의 가능성과 한계를 동시에 사유하려는 모든 독자에게 강력히 추천합니다.

작가정보

저자(글) 강소정

강소정
강소정은 생명공학과 인공지능의 융합 분야에서 혁신적인 연구를 이끌고 있는 과학자이자 저술가입니다. 복잡한 생명 현상을 AI 기술로 해석하고, 이를 실제 응용으로 연결하고 있습니다. 그녀의 연구는 유전체 분석부터 노화 메커니즘 해독에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 있으며, 특히 AI를 활용한 정밀 의학 기술 개발에 집중하고 있습니다.

미래 식량 문제 해결을 위한 AI 설계 대체 단백질 개발에서부터 환경 오염 대응을 위한 생분해성 소재 연구에 이르기까지, 그녀의 관심사는 인류의 지속 가능한 발전을 위한 기술 혁신에 집중되어 있습니다. 현재는 바이오 데이터 사이언스와 양자 컴퓨팅을 결합한 차세대 진단 플랫폼 구축에 매진하며, 과학적 발견과 기술 상용화 사이의 간극을 해소하기 위해 노력하고 있습니다.