12강 / 20강

총구를 겨눈다 — MTOC 가 돌아간다

제13장 「MTOC가 면역 시냅스를 향해 이동했다. 총구를 표적에 맞추는 일이다」

소설의 한 줄이 이 강의 전부입니다.

"CTL은 아무 방향으로나 쏘지 않는다.

세포 안의 미세소관은 한 점에서 뻗어 나온다. 그 점이 MTOC다. 표적을 붙잡으면 MTOC가 접촉면 쪽으로 이동하고, 미세소관 전체가 그쪽을 향해 다시 배열된다. 과립들은 그 레일을 따라 접촉면으로 모인다.

총구를 표적에 맞추는 일이다. 옆에 있던 정상 세포는 맞지 않는다."

고등학생택배 주소를 하나만 바꾸면 되는 방법

창고에 택배가 천 개 있습니다. 전부 다른 곳으로 보내야 하는데, 갑자기 전부 같은 곳으로 보내야 한다면?

천 개의 송장을 다 고쳐야 할까요?

아닙니다. 이 창고에는 규칙이 하나 있어요 — "모든 택배는 컨베이어를 타고 출구로 간다."

그럼 출구 하나만 옮기면 됩니다.

창고	세포
컨베이어	미세소관
출구	MTOC
택배	세포독성 과립

화물 하나하나가 아니라 좌표 원점을 옮긴다

MTOC — 세포의 좌표 원점

MTOC(미세소관 조직 중심, microtubule-organizing center)는 세포 안에서 미세소관이 뻗어 나오는 한 점입니다. 동물 세포에서는 대개 중심체가 그 역할을 합니다.

미세소관은 방향이 있습니다.

끝	어디	모터가 가는 방향
마이너스 끝	MTOC 쪽	다이닌이 이쪽으로 끈다
플러스 끝	세포 가장자리	키네신이 이쪽으로 간다

MTOC 를 옮기면 모든 화물의 목적지가 바뀐다

과립은 다이닌에 실려 마이너스 끝으로 갑니다. 즉 MTOC 쪽으로요.

그러니 MTOC 를 접촉면에 갖다 놓으면 — 따로 명령하지 않아도 모든 과립이 거기로 모입니다. 좌표 원점 하나를 옮겨서 전체를 옮기는 것입니다.

고등학생미세소관에 방향이 있다는 게 무슨 뜻인가요

미세소관은 그냥 막대가 아니라 방향이 있는 레일입니다.

에스컬레이터를 생각하면 됩니다

에스컬레이터는 한 방향으로만 갑니다. 반대로 가려면 다른 걸 타야 해요.

모터	가는 방향	어디로
다이닌	마이너스 끝	MTOC 쪽 (안쪽)
키네신	플러스 끝	세포 가장자리

세포독성 과립은 다이닌을 탑니다. 그러니 항상 MTOC 쪽으로 갑니다.

화물이 목적지를 아는 게 아니라 레일이 정해 준다

MTOC 를 어떻게 옮기나 — 밀지 않고 당긴다

여기가 예쁩니다. MTOC 를 밀어서 옮기는 것이 아닙니다.

순서	무슨 일
1	시냅스 막 안쪽에 다이닌이 모인다
2	다이닌이 미세소관을 붙잡고 마이너스 끝 쪽으로 걷는다
3	그런데 다이닌이 막에 고정되어 있다
4	그러니 걷는 대신 미세소관이 끌려온다
5	미세소관이 끌려오면 그 뿌리인 MTOC 가 딸려 온다

밧줄을 당기면 배가 부두로 온다 — 부두가 배로 가지 않는다

모터 단백질은 한 방향으로 걷는 것밖에 못 합니다. 그런데 고정해 두면 같은 동작이 끌어당기기가 됩니다. 움직이는 쪽과 고정된 쪽을 바꾸는 것만으로 기능이 뒤집힙니다.

각도 오차가 커지면 표적 농도가 떨어지고 동시에 옆이 위험해집니다.

Python 브라우저에서 실행

# 조준이 살상 효율을 얼마나 바꾸는가 -- 각도로 셈합니다.
import numpy as np, pandas as pd

def hit_fraction(aim_error_deg, synapse_half_angle=25.0):
    # 과립이 퍼지는 각도가 시냅스 범위 안에 들어가는 비율 (거친 어림)
    if aim_error_deg <= 0: return 1.0
    sigma = aim_error_deg
    from math import erf, sqrt
    return erf(synapse_half_angle/(sigma*sqrt(2)))

rows = []
for name, err in [("MTOC 완전 극화", 2.0), ("부분 극화", 20.0),
                  ("극화 안 됨", 90.0), ("반대쪽", 150.0)]:
    f = hit_fraction(err)
    rows.append((name, f"{err:.0f}°", f"{f*100:.1f} %",
                 "죽인다" if f > 0.5 else "못 죽인다"))
print(pd.DataFrame(rows, columns=["조준 상태","각도 오차","표적에 닿는 몫","결과"]).to_string(index=False))
print()

# 옆 세포가 맞을 확률
print("사방으로 쏜다면 (극화 없음):")
n_neighbors = 6                    # 접촉 중인 이웃 세포 수 어림
print(f"  이웃 세포 {n_neighbors} 개가 각각 맞을 확률 -> 표적만 죽일 수 없다")
print(f"  표적에 가는 몫  : {hit_fraction(90)*100:.0f} %")
print(f"  나머지          : 옆으로 흩어진다")
print()
print("MTOC 극화는 '더 잘 죽이기' 만이 아니라 '옆을 안 죽이기' 이기도 합니다.")
print("그리고 이 조준은 좌표 원점 하나를 옮겨서 이뤄집니다 --")
print("과립 하나하나에 명령하지 않습니다.")

고등학생위 코드가 방금 무슨 일을 했나요

조준 오차(각도)에 따라 표적에 닿는 과립의 몫을 계산했습니다.

두 가지가 동시에 나빠집니다

조준이 흐트러지면
1. 표적에 가는 양이 줄어든다 → 못 죽인다
2. 옆으로 가는 양이 늘어난다 → 정상 세포가 위험하다

조준은 잘 죽이기이자 옆을 안 죽이기다

안전과 효과가 같은 장치에서 나옵니다. 대개는 안전과 효과가 서로 깎아먹는데, 여기서는 같은 편이에요.

🤔 확인 문제

MTOC 가 시냅스 쪽으로 이동하는 것만으로 세포독성 과립이 접촉면에 모이는 이유는?

🤔 확인 문제

MTOC 가 시냅스 쪽으로 옮겨 가는 물리적 방식은?