2024년, 노벨상은 알파폴드라는 컴퓨터 프로그램을 만든 한 팀에게 돌아갔어요. 사람도 아니고, 망원경도 아니고, 소프트웨어였죠. 왜 그랬는지 이해하려면, 생물학에서 가장 오래되고 가장 끈질긴 수수께끼 중 하나를 이야기해야 해요. 그것은 너무 작아서 여러분이 절대 볼 수 없지만, 너무나 중요해서 지금 이 순간 여러분도 그것들 수조 개로 이루어져 있답니다.

단백질을 만나 보세요. 단백질은 생명체 안에서 거의 모든 일을 하는 아주 작은 기계예요. 음식을 소화시키고, 피 속에서 산소를 나르고, 근육과 머리카락을 만들죠. 단백질은 저마다 길고 흐물흐물한 사슬로 시작해요. 스무 종류의 구슬을 꿰어 만든 구슬 목걸이처럼요. 그 구슬들은 아미노산이라고 불리고, 단백질 하나에는 그런 구슬이 수백 개나 줄줄이 이어져 있을 수도 있어요.

그런데 이상한 점은 이거예요. 단백질은 흐물흐물한 사슬로 남아 있지 않아요. 눈 깜짝할 사이에 스스로 접혀서 정확하고 구겨진 3차원 모양이 돼요. 양말이 공처럼 꾸깃꾸깃 뭉치는 것처럼요. 다만 매번 언제나 정확히 똑같은 모양으로 구겨진다는 점이 달라요. 그리고 그 모양이 전부예요. 그 모양이 단백질이 무엇을 할 수 있는지 정하거든요. 잘못 접히면, 일도 잘못돼요.

그래서 과학자들은 간절히 알고 싶어 했어요. 구슬 사슬이 주어지면, 그것은 어떤 모양으로 접힐까? 이것은 “단백질 접힘 문제”라고 불렸고, 50년 동안 사람들을 꼼짝 못 하게 만들었어요. 실험실에서 단백질 하나의 모양을 알아내려면, 거대한 기계와 많은 인내심을 가지고 과학자가 몇 달, 때로는 몇 년씩 힘든 일을 해야 했답니다.

문제는 사슬이 접힐 수 있는 방법이 너무나 많다는 거예요. 단백질 하나가 우주의 원자 수보다도 더 많은 모양으로 꾸깃하게 뭉칠 수 있어요. 그런데도 언제나 하나를 골라요. 사람이 손으로 맞히는 건 가망이 없었죠. 목걸이 하나를 건네받고, 그것을 떨어뜨리면 정확히 어떤 모양으로 구겨질지 예측해 보라는 것과 같았어요.

바로 그때 알파폴드가 등장했어요. 알파폴드는 AI의 한 종류예요. 규칙을 일일이 듣는 대신, 예시를 보며 배우는 프로그램이죠. 과학자들은 사람들이 이미 찾아낸 모든 단백질 모양, 약 10만 개를 알파폴드에게 입력해 주었어요. 알파폴드는 그것들을 모두 공부하며 숨은 무늬를 찾아냈어요. 어떤 구슬들이 서로 가까이 있기를 좋아하는지, 어떤 부분들이 비틀리거나 말리기를 좋아하는지 말이에요.

그렇게 공부한 뒤, 알파폴드는 불가능해 보이는 묘기를 해낼 수 있었어요. 한 번도 본 적 없는 새 구슬 사슬을 보여 주면, 접힌 모양을 예측했죠. 빠르고, 놀라울 만큼 정확하게요. 실험실에서는 몇 달이 걸리던 일을 알파폴드는 몇 분 만에 해냈어요. 2022년까지 개발자들은 알파폴드를 이용해 과학에 알려진 거의 모든 단백질의 모양을 예측했어요. 2억 개가 넘었답니다.

그게 왜 그렇게 중요할까요? 단백질의 모양을 알면 질병을 이해하고, 자물쇠에 맞는 열쇠처럼 딱 들어맞는 약을 설계하고, 플라스틱을 치우는 효소도 발명할 수 있기 때문이에요. 알파폴드는 이 모든 지식을 전 세계 과학자들에게 무료로 건네주었어요. 지구의 모든 연구자에게, 수십 년 동안 앞을 보지 못한 채 그려 오던 지도를 나누어 준 것과 같았죠.

그래서 2024년 노벨 화학상은 알파폴드를 만든 데미스 허사비스와 존 점퍼, 그리고 완전히 새로운 단백질을 처음부터 설계한 데이비드 베이커에게 돌아갔어요. 그 상은 사실 기계에게 준 것이 아니었어요. 50년 묵은 수수께끼를 풀도록 기계를 가르칠 만큼 영리했던 사람들에게 준 상이었죠.

그렇게 해서 흐물흐물한 작은 구슬 사슬, 너무 작아서 볼 수조차 없는 그것이 과학 전체에서 가장 큰 수수께끼 중 하나를 품고 있었다는 사실이 드러났어요. 그것을 마침내 제자리에 접어 넣는 데에는 50년, 수백만 번의 추측, 그리고 아주 끈기 있는 AI 하나가 필요했답니다. 꾸깃하게 뭉친 양말치고는 꽤 대단하죠.