12강 / 20강

면역 시냅스 — 과녁 모양으로 모인다

제13장 「cSMAC 과 pSMAC — 과녁 모양이다」

T세포가 멈췄습니다. 이제 두 세포 사이에 구조물이 만들어집니다.

면역 시냅스(immunological synapse). 이름은 신경세포에서 빌려 왔습니다 — 두 세포가 아주 가까이 붙어 정보를 주고받는 자리라는 뜻입니다.

부분	무엇이 모이나	하는 일
cSMAC (중앙)	TCR–pMHC · CD28–CD80/86	신호를 주고받는다
pSMAC (둘레 고리)	LFA-1–ICAM-1 · 탈린 · 빈쿨린	붙잡고 밀폐한다
dSMAC (바깥)	CD45 같은 큰 분자	밀려난다 — 아래

과녁 모양이다

고등학생두 세포가 만드는 과녁

T세포가 멈췄습니다. 이제 두 세포 사이에 구조물이 생깁니다.

위에서 내려다보면 과녁 모양이에요.

부분	무엇이 모이나	하는 일
가운데	신호를 주고받는 분자	대화
둘레 고리	붙잡는 분자	밀폐

'시냅스' 라는 이름은 빌려 온 것입니다

원래는 신경세포가 신호를 주고받는 자리를 부르는 말이에요. 두 세포가 아주 가까이 붙어 정보를 주고받는다는 점이 같아서 같은 이름을 씁니다.

왜 이 모양이어야 하나 — 세 가지 이유

신호가 새지 않는다. pSMAC 고리가 안과 밖을 갈라 놓아, 가운데에서 오가는 사이토카인과 신호 분자가 그 안에 갇힙니다. 옆의 상관없는 세포는 영향받지 않습니다.
큰 분자를 밀어낸다. TCR–pMHC 는 아주 짧습니다(~15 nm). 두 막이 그만큼 가까워지려면 키가 큰 분자(CD45 같은)가 비켜야 합니다. CD45 는 인산기를 떼는 효소라 신호를 끕니다 — 밀어내는 것 자체가 신호를 켜는 일입니다.
시간을 만든다. 이 구조는 몇 분에서 몇 시간 유지됩니다. 9강의 동역학적 교정이 끝날 시간을 벌어 줍니다. 스치는 접촉으로는 만들어지지 않습니다.

모양이 곧 논리다

고등학생고리가 하는 일이 셋

	무엇	왜 중요한가
1	신호가 안 샌다	옆의 상관없는 세포가 영향 안 받는다
2	큰 분자를 밀어낸다	← 이게 특히 재미있습니다
3	시간을 번다	9강의 판정이 끝날 시간

두 번째를 자세히 보면

TCR 과 pMHC 는 아주 짧습니다. 그래서 두 세포막이 바짝 붙어요.

그 좁은 틈에는 키 큰 분자가 물리적으로 못 들어갑니다.

그런데 밀려나는 것 중에 CD45 가 있어요. CD45 는 신호를 끄는 효소입니다.

끄개가 밀려나는 것 자체가 켜는 일이 됩니다

따로 스위치가 없어요. 크기 차이가 그 일을 합니다.

같은 구조가 나중에 다른 일을 한다

이 과녁 구조는 죽일 때도 다시 만들어집니다.

이 강의의 시냅스 (프라이밍)

수지상세포 ↔ 나이브 T세포
가운데로 오는 것 — 신호
결과 — T세포가 켜진다
유지 시간 — 몇 시간

킬러 시냅스 (14단계)

CTL ↔ 종양 세포
가운데로 오는 것 — 퍼포린·그랜자임
결과 — 종양 세포가 죽는다
유지 시간 — 몇 분

같은 pSMAC 고리가, 한 번은 신호가 새지 않게 하고 한 번은 독이 새지 않게 합니다.

밀폐라는 기능 하나를 두 용도로 쓴다

독이 새지 않는 것이 왜 중요한지는 분명합니다 — 옆에 있던 정상 세포가 안 죽어야 하니까요. CTL 이 표적만 정확히 죽일 수 있는 이유의 절반이 이 고리입니다. 나머지 절반은 총구를 겨누는 것(MTOC 극화)이고, /tcell 15강이 다룹니다.

분자의 키만으로 정렬이 일어나고, 그 정렬이 곧 신호가 됩니다.

Python 브라우저에서 실행

# 왜 큰 분자가 밀려나야 하는가 -- 막 사이 거리로 셈합니다.
import pandas as pd

MOLS = [
    ("TCR – pMHC",      14, "신호를 만드는 짝"),
    ("CD28 – CD80",     14, "신호 2"),
    ("LFA-1 – ICAM-1",  40, "붙잡는 짝"),
    ("CD45",            40, "인산기를 떼는 효소 -- 신호를 끈다"),
    ("CD43",            45, "큰 당단백질"),
]
GAP = 15   # cSMAC 에서 두 막 사이 거리 (nm)

rows = []
for name, size, note in MOLS:
    fits = size <= GAP + 2
    rows.append((name, f"{size} nm", "들어간다" if fits else "밀려난다", note))
print(f"cSMAC 에서 두 세포막 사이 거리: 약 {GAP} nm")
print()
print(pd.DataFrame(rows, columns=["분자 짝","크기","cSMAC 안에","무엇"]).to_string(index=False))
print()
print("TCR-pMHC 가 짧기 때문에 두 막이 아주 가까워집니다.")
print("그 좁은 틈에는 키 큰 분자가 물리적으로 못 들어갑니다.")
print()
print("그런데 밀려나는 것 중에 CD45 가 있습니다.")
print("CD45 는 인산기를 떼어 신호를 끄는 효소입니다.")
print()
print("즉 -- 밀어내는 것 자체가 신호를 켜는 일입니다.")
print("따로 '끄개를 끄는' 장치가 없습니다. 크기 차이가 그 일을 합니다.")

고등학생위 코드가 방금 무슨 일을 했나요

분자들의 키를 나열하고, cSMAC 의 좁은 틈(약 15 nm)에 들어갈 수 있는지 판정했습니다.

분자	키	결과
TCR–pMHC	14 nm	들어간다
CD28–CD80	14 nm	들어간다
CD45	40 nm	밀려난다

왜 이게 영리한 설계인가

세포는 따로 판단하지 않습니다. 그냥 키가 작은 것끼리 모이면 키가 큰 게 밀려나고, 그 결과로 브레이크가 빠집니다.

물리적인 크기 차이가 논리 회로 노릇을 하는 거예요.

모양이 곧 논리입니다

🤔 확인 문제

면역 시냅스의 pSMAC(둘레 접착 고리)이 하는 일로 가장 중요한 것은?

🤔 확인 문제

cSMAC 에서 CD45 같은 큰 분자가 밀려나는 것이 신호 전달에 중요한 이유는?