14. 포장 — 에탄올과 물이 만나는 그 한 점 · 유박사의 mRNA 즉석 합성기 첫걸음 I

mRNA 는 크고, 음전하를 띠고, 혈액에서 몇 분이면 잘립니다. 그대로 주사하면 세포 안으로 들어가지 못합니다. 지질나노입자(LNP) 에 싸야 합니다.

싸는 방법이 뜻밖에 단순합니다.

지질을 에탄올에 녹이고 · mRNA 를 물에 녹이고 · 빠르게 섞는다

에탄올 속에서 지질은 흩어져 있습니다. 물을 만나는 순간 지질은 물을 피해 자기들끼리 뭉치고, 그 자리에 있던 음전하 mRNA 를 끌어안고 굳습니다. 만드는 사람이 하는 일은 얼마나 빨리 섞느냐 를 정하는 것뿐입니다.

유량비와 총 유량을 밀어 보세요. 최종 에탄올 농도와 섞이는 시간이 함께 바뀝니다.

불러오는 중…

유량비 하나가 에탄올 농도를 정하고, 에탄올 농도가 알갱이 크기를 정합니다.

Python 브라우저에서 실행

# 논문의 조건: 지질 300 µL/min, mRNA 수용액 900 µL/min → 유량비 1:3
lipid, aq = 300.0, 900.0
total = lipid + aq
print("총 유량 %.0f µL/min · 유량비 1 : %.0f" % (total, aq / lipid))
print("혼합 직후 에탄올 부피비 = %.1f%%" % (lipid / total * 100))
print()

# 유량비를 바꾸면 에탄올 농도가 어떻게 바뀌나
print("%10s %14s %s" % ("유량비 1:n", "에탄올 %", "메모"))
for n in (1, 2, 3, 4, 5):
    e = 1 / (1 + n) * 100
    memo = "← 논문" if n == 3 else ""
    memo = memo or ("에탄올이 높아 지질이 덜 뭉친다" if e > 30 else
                    "묽어 알갱이가 작아지나 mRNA 도 묽어진다" if e < 20 else "")
    print("%10s %12.1f%%  %s" % ("1:%d" % n, e, memo))
print()
print("1:3 은 에탄올 25% — 지질이 녹아 있을 만큼 높고, 뭉치기 시작할 만큼 낮은 자리다.")

왜 이 단계는 아직 상자 바깥에 있는가

솔직히 말해야 할 것이 있습니다. 이 논문의 LNP 모듈은 상자 안에 통합되지 않았습니다. Fluigent 압력 제어기와 유량 감시기, 그리고 따로 산 SHM 칩을 조합해서 옆에 세워 놓은 장비입니다(Fig. 5a).

상자 안 (Fig. 2)

PCR · HMM · 펌프 · 밸브 · 저장통 · 터치스크린

상자 옆 (Fig. 5a)

압력 제어기 · 유량 감시기 · SHM 칩 — 따로 있는 상용 장비

“template-in, vaccines-out” 이라는 제목이 완전히는 성립하지 않는 자리입니다. III권 13강에서 두 논문 모두 LNP 를 끝에 따로 붙였다는 사실을 다시 다룹니다.

🤔 확인 문제

LNP 를 만들 때 “빠르게 섞는 것” 이 중요한 까닭은?

🤔 확인 문제

이 논문의 “template-in, vaccines-out” 이라는 표현에 대한 정확한 평가는?