1강 / 20강

게시판의 발명 — 세포가 속을 내보이는 이유

T세포는 껍질만 만질 수 있다 · 이 20강이 푸는 문제

면역계에는 물리적인 제약이 하나 있습니다.

T세포는 세포 안을 볼 수 없다

수용체는 세포막 밖에 있으니 껍질만 만질 수 있어요. 그런데 바이러스 단백질도, 암세포의 돌연변이 단백질도 대부분 안에서 만들어집니다.

해결책이 기묘합니다 — 세포가 스스로 속을 내보입니다.

🔪

자른다

만든 단백질을 조금씩 8~11 글자로 자른다

🍽️

얹는다

MHC 라는 접시에 조각 하나를 얹는다

🎫

내건다

접시를 표면으로 올려 지나가는 T세포에게 보인다

이 과정이 항원제시(antigen presentation) 이고, 얹히는 조각이 항원입니다.

고등학생세포가 속을 내보이는 이유

면역계에는 근본적인 문제가 하나 있습니다.

T세포는 세포의 껍질만 만질 수 있다 — 안은 못 본다

그런데 문제는 안에서 생깁니다

위협	어디에
바이러스	세포 안에서 증식 ⚠
암 돌연변이	세포 안의 단백질 ⚠

밖에서 보면 멀쩡한 세포다 — 그래서 못 잡는다

해결 — 안을 밖으로 내건다

단계	—
1	안의 단백질을 잘게 자른다 (4강)
2	조각을 접시에 얹는다 (2강)
3	접시를 표면에 내건다
4	T세포가 훑어본다

그 접시가 MHC 이고 — 이 강의가 부르는 이름이 게시판이다

비유 — 창고의 내용물 공개

—	—
창고를 열어 보여 줄 수는 없다	—
대신 내용물 목록을 문 앞에	✔
점검관은	목록만 보고 판단한다 ⭐

목록에 없는 것은 점검관도 모른다 — 그게 이 강의 전체의 주제다

게시판이 면역의 상한을 정합니다

이 강의 전체를 관통하는 문장입니다.

아무리 이상한 단백질을 만들어도 게시판에 오르지 않으면 T세포는 모릅니다. 돌연변이가 아무리 많아도 그것이 8~11 글자로 잘려, 운반되어, 내 MHC 에 맞아야 비로소 표적이 됩니다.

그래서 —
· 종양이 게시판을 치우면 돌연변이 수와 무관하게 안전해집니다(15강)
· 신생항원 예측이 어려운 것은 이 사슬이 길기 때문입니다(13강)
· 같은 암이라도 가진 HLA 에 따라 보이는 것이 다릅니다(7·17강)

DDX54 논문이 분석 첫 단계에서 항원제시 경로 변이 환자를 통째로 뺀 것도 같은 이유입니다 — 19강에서 그 필터를 직접 다시 만듭니다.

고등학생게시판이 면역의 상한을 정합니다

note 의 이 문장이 이 강의의 핵심 주장입니다.

아무리 좋은 T세포가 있어도 — 게시판에 안 올라오면 소용없다

사슬을 보면

단계	여기서 막히면
단백질이 있다	—
잘린다 (4강)	안 잘리면 끝 ⚠
운반된다 (5강)	TAP 이 고장이면 끝 ⚠
접시에 맞는다 (2·9강)	안 붙으면 끝 ⚠
T세포가 알아본다	—

어느 한 곳만 끊겨도 전체가 끊긴다 — 13강의 깔때기

그래서 두 가지가 따라 나옵니다

—	—
암이 여기를 노린다	게시판을 내린다 (15강) ⭐
사람마다 다르다	게시판이 다르니까 (7강) ⭐

면역치료가 듣고 안 듣고가 여기서 갈린다

숫자로 보면

—	—
세포 안 단백질 종류	수만 가지
표면에 걸린 게시물	보통 수천~수만 개
그중 T세포가 반응하는 것	극히 일부 (13강)

엄청나게 좁혀지는 과정이다 — 그 좁힘을 세는 것이 이 강의다

이 강의가 다루는 것

부	강	물음
1부 · 기계	1~6	조각이 접시에 얹히기까지 무슨 일이 벌어지나
2부 · 다형성	7~10	사람마다 다른 게시판 · 무엇이 얹힐지 정하는 규칙
3부 · 신생항원	11~14	돌연변이 하나가 표적이 되기까지
4부 · 고장	15~19	게시판이 망가지면 · TCGA 에서 그것을 센다
5부	20	정리

그리고 직접 만듭니다 — IEDB 의 실제 펩타이드로 결합 모티프를 그리고, 위치별 점수행렬 예측기를 짜고, 독립된 실험 자료로 채점합니다.

학습과 검정이 같은 실험에서 오면 성능이 부풀려집니다. 처음부터 갈라 두었습니다.

Python 브라우저에서 실행

# 이 강의가 여는 자료
import ag

p = ag.peptides()
print("펩타이드 표:", f"{len(p):,}줄")
print()
print(f"{'대립유전자':<14}{'모티프용':>10}{'검정 결합':>11}{'검정 비결합':>13}")
for a in ag.alleles():
    m = len(ag.peptides(a, "모티프"))
    b = len(ag.peptides(a, "검정", "결합"))
    n = len(ag.peptides(a, "검정", "비결합"))
    print(f"{a:<14}{m:>10,}{b:>11,}{n:>13,}")
print()
print("모티프용과 검정용은 **서로 다른 실험**에서 왔습니다 -")
print("모티프용은 질량분석(실제 제시된 것), 검정용은 정제 MHC 결합 실험.")
print("그래서 10강의 채점이 뜻을 가집니다.")

고등학생9.2 GB 를 어떻게 다뤘나

note 의 이 이야기가 실습의 성격을 말합니다.

이 강의는 진짜 자료로 진짜 계산을 한다

쓰는 자료들

자료	—
IEDB	실험으로 확인된 펩타이드 ⭐
TCGA	암 유전체 (16강)
HLA 빈도 자료	17강

교과서 예제가 아니라 연구자가 쓰는 자료 그대로다

왜 그게 중요한가

—	—
정리된 예제는	답이 예쁘게 나온다
진짜 자료는	지저분하고 함정이 있다 ⭐

함정을 만나 봐야 남의 결과도 의심할 줄 알게 된다

브라우저에서 어떻게 9.2 GB 를

다 올릴 수는 없습니다. 그래서 미리 줄여 둡니다.

방법	—
필요한 열만	—
필요한 대립유전자만	여덟 개
요약해 둔 표	—

"무엇을 남기고 무엇을 버렸나" 가 결과를 정한다 — 16강의 태도

고등학생이 20강이 푸는 문제

1강을 마치기 전에 전체 지도를 봅시다.

묶음	답하는 물음	강
기계	게시판이 어떻게 만들어지나	2~6
다양성	왜 사람마다 다른가	7~9
예측	붙을지 맞힐 수 있나	10·12
암	신생항원 · 게시판 고장	11·15·16
사람	누가 어떤 게시판을 가졌나	17·18

기계를 알고 → 예측하고 → 한계를 안다

이 강의의 특징 — 예측기를 직접 만든다

—	—
10강에서 열 줄짜리 예측기	AUC 0.75~0.87 ⭐
실제 도구보다는 낮지만	원리는 같다

직접 만들어 보면 왜 틀리는지 도 안다 — 그게 목적이다

그리고 가장 중요한 강

강	—
13강	결합 ≠ 제시 ≠ 면역원성 ⭐

예측 점수가 무엇을 뜻하지 않는지 를 아는 것이 이 강의의 정점이다

점수가 높다고 T세포가 깨어나는 게 아닙니다. 그 사이에 여러 단계가 더 있어요.

🤔 확인 문제

세포가 자기 단백질 조각을 표면에 내거는 근본 이유는?

🤔 확인 문제

'게시판이 면역의 상한을 정한다' 가 뜻하는 것은?

🤔 확인 문제

모티프용 펩타이드와 검정용 펩타이드를 다른 실험에서 가져온 이유는?