차이 디스커버리의 AI 신약 개발 부상: 오픈AI 협력에서 일라이 릴리 파트너십까지

신약 개발을 위한 새로운 분자를 발굴하는 과정인 신약 개발은 그 과정이 매우 느리고 어렵기로 유명합니다. 고효율 스크리닝과 같은 전통적인 방법은 비용이 많이 들고 종종 제한된 성공만을 거둡니다. 이제 새로운 물결의 바이오테크 기업들이 AI와 첨단 데이터 기술을 활용하여 이 과정을 더 빠르고 효율적으로 만들고 있습니다.

2024년 설립된 AI 스타트업 '차이 디스커버리(Chai Discovery)'가 대표적인 사례다. 설립된 지 1년이 조금 넘은 이 젊은 창업팀은 수억 달러의 자금을 확보하고 실리콘밸리 최고 투자자들의 지지를 얻으며 급성장하는 분야에서 두각을 나타내고 있다. 지난 12월 1억 3천만 달러 규모의 시리즈 B 투자를 유치하며 기업가치 13억 달러를 달성했다.

지난 금요일, Chai는 제약업계 선두주자인 엘리 릴리와 파트너십을 체결했다고 발표했다. 엘리 릴리는 신약 개발을 지원하기 위해 이 스타트업의 소프트웨어를 활용할 예정이다. Chai의 알고리즘인 'Chai-2'는 질병과 싸우는 핵심 단백질인 항체를 설계하기 위해 개발되었다. 이 회사는 분자 개발을 위한 '컴퓨터 지원 설계(CAD) 제품군' 역할을 목표로 하고 있다.

현재는 Chai의 틈새 시장에 중요한 시기다. 이 스타트업의 계약 소식은 엘리 릴리가 엔비디아와 별도로 10억 달러 규모의 협력을 발표하기 직전에 공개됐다. 양사는 샌프란시스코에 AI 신약 개발 연구소를 설립할 예정이다. '공동혁신 연구소'로 명명된 이 시설은 빅데이터, 컴퓨팅 파워, 과학적 노하우를 결합해 신약 개발 속도를 높일 계획이다.

그럼에도 업계는 회의적인 시각을 마주하고 있다. 일부 노련한 전문가들은 신약 개발의 본질적 어려움을 고려할 때, 이러한 신기술이 중대한 돌파구를 마련하지 못할 수 있다고 주장한다. 그러나 비판자마다 동등한 수의 지지자가 존재하는 듯하다.

차이의 주요 투자사 중 하나인 제너럴 캐탈리스트의 엘레나 비보크 상무는 테크크런치와의 인터뷰에서 "차이의 서비스를 이용하는 파트너사들이 가시적인 성과를 거둘 것"이라고 확신한다고 밝혔다. 비보크는 "차이와 같은 혁신 기업과 신속히 협력하는 바이오제약사들이 분자 물질을 임상 시험 단계로 가장 먼저 진전시키고 의미 있는 치료법을 창출할 것"이라며 "실질적으로 이는 2026년 파트너십을 체결하고 2027년 말까지 획기적인 의약품이 임상 시험에 진입하는 것을 의미한다"고 설명했다.

약물 발견을 가속화하기 위해 AI와 머신러닝을 적용하는 릴리의 튠랩(TuneLab) 프로그램 책임자인 알리자 애플(Aliza Apple) 역시 차이 플랫폼에 대한 강한 믿음을 표명했다. 그녀는 "차이의 생성적 설계 모델을 릴리의 생물학적 제제에 대한 깊은 전문성과 독점 데이터와 통합함으로써, AI가 초기 단계부터 개선된 분자를 설계하는 방식을 확장하고 혁신적인 치료법의 환자 전달을 가속화하는 것을 목표로 한다"고 설명했다.

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차이는 공식 설립된 지 2년도 채 되지 않았지만, 그 기원은 공동 창립자들과 오픈AI CEO 샘 알트먼 간의 논의로 거슬러 올라가 약 6년 전으로 소급됩니다. 공동 창립자 중 한 명인 조시 마이어는 2018년 오픈AI의 연구 및 엔지니어링 팀에서 근무했습니다. 그가 퇴사한 후, 알트먼은 마이어의 대학 동기인 잭 덴트에게 연락해 잠재적인 사업 기회를 모색했습니다. 마이어와 덴트는 하버드 대학 컴퓨터 공학 수업에서 만났으며, 당시 덴트는 스트라이프(Altman이 초기 투자한 또 다른 기업)의 엔지니어였다. Altman은 마이어에게 단백질 연구에 초점을 맞춘 프로테오믹스 스타트업 공동 창업을 제안했다.

덴트는 "알트먼이 '오픈AI 직원 모두가 조쉬를 높이 평가한다'며 '그가 프로테오믹스 스핀아웃 작업에 열려 있을 것 같냐'고 문자를 보냈다"고 회상했다. 덴트는 긍정적으로 답했지만 한 가지 문제가 있었다: 마이어는 기반 기술이 충분히 성숙하지 않다고 느꼈다. 그러한 사업에 필요한 AI 도구는 여전히 진화 중이었고 본격적인 활용 단계에는 이르지 못했다.

마이어는 또한 페이스북의 연구 및 엔지니어링 팀에 합류하기로 결심했고, 실제로 그렇게 했다. 페이스북에서 그는 최초의 트랜스포머 기반 단백질 언어 모델인 ESM1 개발에 기여했는데, 이는 현재 Chai의 연구에 중요한 토대가 되었다. 페이스북 근무 후 마이어는 신약 개발에 주력하는 또 다른 AI 기반 바이오테크 기업인 Absci에서 3년을 보냈다.

2024년이 되자 마이어와 덴트는 알트먼과 처음 논의했던 프로테오믹스 기업을 추진할 준비가 되었다고 느꼈다. 덴트는 "조시와 나는 샘과 다시 연락해 이전 대화를 재개하자고 제안했고, 함께 차이(Chai)를 시작한다고 알렸다"고 말했다.

오픈AI는 차이(Chai)의 초기 시드 투자자 중 하나가 되었다. 마이어와 덴트는 공동 창립자인 매튜 맥파트론(Matthew McPartlon)과 자크 부이트로(Jacques Boitreaud)와 함께 샌프란시스코 미션 디스트릭트에 위치한 이 AI 거대 기업의 사무실에서 근무하며 차이를 설립했다. 덴트는 "그들이 관대하게 사무 공간을 제공해 주었다"고 전했다.

이제 1년이 조금 넘은 시점에서, Chai가 엘리 릴리와의 새로운 파트너십을 기념하는 가운데, 덴트는 회사의 급속한 성장을 탁월한 인재들로 구성된 팀을 모은 덕분이라고 평가한다. "우리는 이 모델들의 역량 확장에 집중했습니다," 덴트가 설명했다. "시스템 내 모든 코드 라인은 사내에서 개발됩니다. 기존 오픈소스 대규모 언어 모델(LLM)을 단순히 미세 조정하는 것이 아닙니다. 우리의 아키텍처는 고도로 맞춤화되어 있습니다."

제너럴 캐탈리스트의 비보치는 테크크런치에 "차이는 신속한 움직임을 위한 준비가 잘 되어 있다"고 말했다. 그녀는 "이 모델들을 신약 개발에 적용하는 데 근본적인 장애물은 없다"며 "기업들은 여전히 후보 약물에 대한 테스트와 임상 시험을 수행해야 하지만, 초기 도입 기업들은 개발 기간 단축뿐만 아니라 역사적으로 개발이 어려웠던 유형의 의약품을 개발하는 데도 상당한 이점을 얻을 것으로 기대한다"고 덧붙였다.