2. 여섯 걸음 — 무엇이 들어가고 무엇이 나오는가 · 유박사의 mRNA 즉석 합성기 첫걸음 I

Fig. 1a 는 왼쪽에서 오른쪽으로 읽는 그림 한 장입니다. 여섯 칸이 있고, 칸마다 무엇을 넣는지가 위에 적혀 있고 몇 도인지가 안에 적혀 있습니다.

#	걸음	넣는 것	온도	나오는 것
1	PCR	중합효소 · dNTP · 프라이머	95 / 58 / 72 °C	선형 DNA 주형 (많이)
2	시험관 전사(IVT)	T7 중합효소 · rNTP · 캡 유사체	37 °C	캡 씌운 mRNA + 주형
3	DNA 소화	DNase	37 °C	mRNA 만
4	꼬리 붙이기	poly(A) 중합효소 · ATP	37 °C	mRNA-AAA…
5	정제	oligo d(T)25 비드	65 → 실온	깨끗한 mRNA
6	LNP 포장	지질 (에탄올에 녹여)	실온	mRNA-LNP

온도만 보면 1번만 오르내리고 나머지는 거의 37 °C 입니다. 이것이 상자 설계를 크게 갈랐습니다 — 빠르게 오르내려야 하는 자리(PCR 모듈)와, 오래 흔들리지 않아야 하는 자리(HMM 모듈)를 따로 만든 이유입니다.

걸음을 골라 보세요. 그 걸음에서 무엇이 늘고 무엇이 사라지는지 막대로 보여 줍니다.

불러오는 중…

반응 시간만 더해 봅니다. 논문이 말한 “8시간” 과의 차이가 곧 사람과 배관이 쓰는 시간입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 걸음마다 걸리는 시간을 논문에 적힌 대로 쌓아 본다.
import pandas as pd

steps = [
    ("PCR",        "95/58/72 °C × 30 cycle",  0.0),   # 아래에서 따로 계산한다
    ("비드 포획",   "30 °C, 45 min",           45),
    ("IVT",        "37 °C, 2 h",             120),
    ("DNA 소화",    "37 °C, 15 min",           15),
    ("poly(A) 꼬리", "37 °C, 1 h",              60),
    ("정제",        "65 °C 5 min + 실온 5 min", 10),
    ("LNP 포장",    "실온, 유량 1.2 mL/min",     5),
]

# PCR: 95 °C 5 min + 30 × (40 + 45 + 60 s) + 72 °C 10 min
pcr_min = 5 + 30 * (40 + 45 + 60) / 60 + 10
steps[0] = ("PCR", "95/58/72 °C × 30 cycle", pcr_min)

df = pd.DataFrame(steps, columns=["걸음", "조건", "분"])
df["누적(시간)"] = (df["분"].cumsum() / 60).round(2)
print(df.to_string(index=False))
print()
print("반응 시간만 더하면 %.1f 시간" % (df["분"].sum() / 60))

왜 하필 이 순서인가

순서를 바꿔 보면 왜 이 순서인지가 보입니다.

꼬리를 먼저 붙이면

T7 이 주형을 읽고 나온 것에만 꼬리를 붙일 수 있습니다. 전사 전에는 붙일 mRNA 가 없습니다.

DNase 를 나중에 쓰면

주형 DNA 가 정제 단계까지 따라와 oligo d(T) 자리를 두고 다투고, 최종 산물에 남습니다.

정제를 꼬리 뒤에 두면

oligo d(T) 가 꼬리를 낚싯바늘로 삼습니다. 꼬리가 없으면 이 정제법 자체가 성립하지 않습니다.

마지막 줄이 요점입니다. 4번(꼬리)과 5번(정제)은 한 쌍입니다 — 앞의 걸음이 뒤의 걸음이 쓸 손잡이를 만들어 줍니다. 11~12강에서 다시 봅니다.

🤔 확인 문제

DNA 소화(3번)를 빼면 가장 먼저 어디가 망가질까요?

🤔 확인 문제

여섯 걸음 가운데 온도를 빠르게 오르내려야 하는 것은 몇 개인가요?