미래의 직업: AI 배아학자

AI는 배아의 발달 과정을 실시간으로 분석해 건강 상태를 예측하고, 최적의 배아를 선별함으로써 배아학자들이 더 정확하고 효율적으로 체외수정을 진행할 수 있도록 돕고 있다.

배아학자는 체외수정(IVF) 과정에서 배아의 발달과 선별을 관리하고 이식을 준비하며, 실험실 환경을 유지하는 과학자다. 이들은 지난 수십 년간 IVF에서 핵심적인 역할을 해왔지만, 최근 불임 치료 수요가 급증하자 업무량이 크게 늘었다. 실제로 미국은 현재 배아학자와 유전 상담사가 모두 부족한 심각한 인력난에 직면해 있다.

숙련된 배아학자이자 IVF 실험실 책임자인 클라우스 비머(Klaus Wiemer)는 AI가 배아의 건강 상태를 실시간으로 예측하고, 실험실의 생산성을 향상시킬 새로운 방안을 마련해 이러한 인력난을 해결할 수 있다고 믿는다.

비머는 IVF에 앞서 인공지능(AI)으로 난자와 배아의 생존 가능성을 분석하는 기업 페어틸리티(Fairtility)의 최고과학책임자 겸 임상업무 책임자이다. ‘최적의 배아를 통한 인간 생명 육성(Cultivating Human Life through Optimal Embryos)’의 머리글자를 따서 이름을 붙인 이 회사의 알고리즘 ‘클로이(CHLOE)’는 수백만 건의 배아 데이터와 결과를 학습했으며, 환자의 배아를 신속히 분석해 착상 성공 가능성이 가장 높은 배아를 임상의에게 제시할 수 있다.

페어틸리티는 이를 통해 임신까지 걸리는 시간을 단축하고 출산 성공률을 높일 수 있다고 주장한다. 현재까지는 과거 데이터를 바탕으로 한 후향적 연구를 통해서만 효과가 검증되었지만, 클로이는 배아 평가 분야에서 최초이자 유일하게 미국 식품의약청(FDA)의 승인을 받은 AI 도구다.

현 IVF 기술의 한계

IVF의 목표는 유전적으로 정상적인 배아를 만드는 것이다. 배아학자는 각 배아에서 세포를 채취해 외부 유전자 검사 기관으로 보낸다. 그러나 검사 결과가 나오기까지는 최대 2주가 걸리며, 검사 비용으로 수천 달러를 추가로 지불해야 한다. 게다가 검사를 통과했다는 것은 단지 염색체의 수가 정상이라는 의미일 뿐, 배아의 전반적인 건강 상태를 보장하지는 않는다.

비머는 “배아는 오직 분열이라는 단 하나의 기능만을 수행한다”며 “배아 세포 분열과 그 특성, 내부 세포 덩어리의 면적과 크기, 그리고 [이후 태반 형성에 중요한 역할을 하는] 외층세포(trophectoderm)의 수축 횟수 등 배아 분열에 관한 데이터 포인트는 수백만 개에 달한다”고 설명했다.

AI 모델은 여러 배아의 발달 단계를 지속적으로 관찰하면서, 단계마다 최적의 특성과 비교해 평가할 수 있다. 비머는 “클로이는 ‘특정 배아가 얼마나 잘 발달했는가? 건강한 착상을 이루기 위해 필요한 모든 요소를 갖추고 있는가?’와 같은 질문에 대한 답을 내놓을 수 있다”고 말했다. 클로이는 이러한 분석 결과를 종합해 배아별 AI 점수를 산출한다.

비머는 가까운 미래에는 IVF 클리닉이 비정상 배아의 이식 비율을 줄이기 위해 더 이상 생검에 의존하지 않게 될 것으로 전망한다. 그는 “모든 배아학 실험실이 자동화된 방식으로 배아 발달을 평가하게 될 것”이라고 예견했다.

변화의 물결 속에서

경력 초기에 동물과학 분야에서 일했던 비머는 동물 배아학과 인간 배아학의 가장 큰 차이로 서류 작업의 양을 꼽는다. 비머는 “배아학자들은 업무 시간의 40%를 실제 배아 연구와 관계없는 쓰고 있다”며 “AI는 배아학 분야의 불필요한 행정적·반복적 업무를 줄여 우리가 과학자의 본업에 다시 집중할 수 있도록 도와줄 것”이라고 덧붙였다.

이는 배아를 더 면밀히 관찰하고, 배아가 정상적으로 성장하고 있는지를 확인하며, 새롭게 얻은 데이터를 활용해 이식에 적합한 배아를 더 정확하게 선별할 수 있음을 의미한다.

비머는 “클로이는 배아 선별을 돕고, 최적의 조건을 유지하며, 환자와 의료진에게 보고서를 전송하는 실험실의 가상 비서와 비슷하다”며 “데이터를 분석해 배아 발달에 영향을 미치는 요인을 확인할 수 있다는 것은 정말 보람찬 일이다. 불과 몇 년 전까지만 해도 상상할 수조차 없었던 일이기 때문”이라고 덧붙였다.

이 글을 쓴 어맨다 스미스(Amanda Smith)는 문화, 사회, 사람에 관한 이야기, 기술 분야를 다루는 프리랜서 기자이자 작가이다.

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