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Prof. Kwon's B Cells and Antibodies, First Steps

The one place evolution
happens inside you

A T cell receptor is fixed once it is made. A B cell receptor gets better inside your body.
In the germinal centre of a lymph node it mutates, is tested, and survives — dozens of times over a few days. Darwinian evolution turning several cycles in a single week.
Not just in words: you open 7,460 B cells from public 10x data, align them against IMGT germline sequences and count the mutations yourself. IgM comes out at 0.99%, IgG1 at 9.38%. That tenfold gap is the mark the germinal centre left.

🏹 antibodies🧬 V(D)J🔁 hypermutation 🔀 class switching🐍 Python🔬 10x VDJ·IMGT🇬🇧 English

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How you'll learn

🔬Count the mutations yourself

We download IMGT germline sequences, slide them along each 10x contig and count the mismatches. IgM 0.99%, IgG1 9.38% — not quoted from a paper, but computed in your browser a moment ago.

📏State the tool's limits first

Our alignment cannot insert gaps. Lesson 10 says so up front, then asks whether that limit shakes the conclusion — a tenfold gap does not budge.

🎯Write the prediction first

Lesson 19 writes down three predictions about tumour B cells before checking. All three miss. We record that, and record that we cannot tell why.

🧪Hand you the flaws intact

We did not strip the doublets. Lesson 17 identifies them by the fact that they grow with sample size, then re-checks whether any conclusion moves.

Full curriculum

두 번째 수용체 — 몸 밖으로 내보낼 수 있는 것

T세포 수용체는 세포에 붙박여 있고, B세포 수용체는 떼어 낼 수 있다

항체의 구조 — Fab 가 잡고 Fc 가 부린다

Y 자 하나에 일이 둘 · 팔 끝은 사람마다 다르고 밑동은 모두 같다

【실습】 B세포 7,460개를 연다

10x Genomics 공개 BCR 자료 네 표본 · 사슬 15,853줄

κ 와 λ — 세 사람에게서 같은 비가 나온다

가벼운 사슬 두 갈래 · 우리 자료의 κ 비율 59.3% · 57.5% · 59.5%

대립유전자 배제 — 세포 하나에 수용체 한 가지

우리 자료에서 무거운 사슬이 하나뿐인 세포 95.1%

V(D)J 조합 — 배선 유전자만으로 2,400만 가지

IGHV 125 × IGHD 38 × IGHJ 6 = 28,500 · 가벼운 사슬과 짝지으면 2,422만

CDR3 — 다양성이 한자리에 모인다

우리 자료의 무거운 사슬 CDR3 중앙값 18 아미노산 · 아이소타입마다 다르다

배중심 — 몸 안에서 진화가 일어나는 유일한 자리

변이 · 선택 · 증식이 한 방 안에서 며칠 만에 돈다

AID — 스스로 유전자를 망가뜨리는 효소

C 를 U 로 바꾸는 한 가지 일 · 그 하나가 과돌연변이와 클래스 전환을 둘 다 한다

【실습】 배선과 맞대어 돌연변이를 직접 센다

IgM 0.99% · IgG1 9.38% — 우리가 계산한 값

클래스 전환 — 팔은 두고 자루만 갈아 끼운다

잘라 낸 DNA 는 돌아오지 않는다 · 그래서 전환은 한 방향뿐이다

【실습】 아이소타입을 세고 돌연변이와 맞대어 본다

건강한 혈액에서 전환된 B세포는 10~16% · 그 소수가 변이의 대부분을 가진다

전환된 세포의 CDR3 는 왜 더 짧은가

IgD 20 · IgM 18 · IgG 17 · IgA2 16 — 선택이 남긴 자국

자루가 정하는 것 — 보체 · 태반 · 점막

같은 팔을 달아도 자루가 다르면 전혀 다른 일이 벌어진다

Fc 수용체 — 항체가 세포를 부린다

항체는 스스로 죽이지 못한다 · 죽일 수 있는 세포를 데려올 뿐이다

공개 클론이 없다 — T세포와 갈리는 자리

여섯 쌍 전부 공유 CDR3 0개 · 같은 시료의 T세포는 12개였다

사슬이 둘인 세포 — 규칙이 깨진 것인가 자료가 깨진 것인가

PBMC-A 4.9% · MEL 8.2% — 실험 규모가 커지면 늘어난다

치료용 항체 — IgG1 과 IgG4 를 왜 갈라 쓰나

항-PD1 은 IgG4 · 항-CTLA4 와 리툭시맙은 IgG1 · 이유가 정반대다

【실습】 종양 안의 B세포 — 네 표본을 한 표로

흑색종 B세포 5,644개 · 혈액과 무엇이 같고 무엇이 다른가

정리 — 말할 수 있는 것과 말할 수 없는 것

20강에서 계산한 값과, 그 값이 닿지 못하는 곳