자율형 AI 화학자가 의약 화학의 난제인 반응을 개선하다

OpenAI는 Molecule.one의 자율 실험 로봇인 Maria와 GPT-5.4를 연결하여 의약 화학 연구를 수행하는 프로젝트를 진행했다. 이 시스템은 연구 제안부터 실험 설계, 실행, 데이터 분석 및 후속 실험 제안까지 수행하는 자율적인 연구 루프를 구축했다.

이번 프로젝트의 핵심 성과는 Chan–Lam coupling 반응의 수율을 개선한 것이다. GPT-5.4는 실험 과정에서 TEMPO를 포함한 온화한 산화제가 반응을 촉진할 수 있다는 예상치 못한 가설을 세웠으며, 이를 통해 다음과 같은 성과를 거두었다.

• 테스트된 boronic acids의 88%, sulfonamides의 **83%**에서 수율 개선 확인
• 평균 수율이 **16.6%에서 25.2%**로 상승
• 30% 이상의 수율을 기록한 반응 비율이 **15.6%에서 37.5%**로 증가

인간 화학자들이 벤치 규모(bench scale)에서 재현 실험을 수행한 결과, 대부분의 경우 수율이 2배 이상 증가하며 마이크로리터 단위의 실험 결과가 실제 연구 환경에서도 유효함을 입증했다. 이는 신약 개발 과정의 주요 병목 구간인 화합물 합성 단계에서 AI가 강력한 파트너가 될 수 있음을 보여주는 사례다.