12. 대안 도구 NovoPro — 그리고 피해야 할 두 자리 · Dr. Son's mRNA Vaccine Design, First Steps IV

LinearDesign 은 명령줄 프로그램입니다. 설치가 부담스러우면 웹에서 쓰는 길도 있습니다. 논문이 대안으로 적어 둔 것이 NovoPro ExpOptimizer 입니다.

넣는 것	정하는 것	받는 것
아미노산 서열	숙주 = Human 피할 제한효소 자리 = BamHI · XhoI	최적화한 서열 · CAI · GC

가운데 칸의 둘째 줄이 이 강의 알맹이입니다.

두 가위가 알아보는 글자

제한효소	알아보는 자리	V 권에서 붙는 쪽
BamHI	`GGATCC`	삽입체 5′ (N 말단)
XhoI	`CTCGAG`	삽입체 3′ (C 말단)

여섯 글자짜리입니다. 927 뉴클레오타이드 안에 우연히 생길 만한 길이입니다 — 그래서 확인이 필요합니다.

'피하기' 를 켜고 꺼 보세요. 같은 아미노산을 지키면서 자리를 없애는 방법이 보입니다.

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여섯 글자 자리가 코돈 경계를 가로질러 놓입니다. 그래서 한 코돈만 바꾸면 없앨 수 있습니다.

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# 예시 서열에서 두 제한효소 자리를 찾고, 아미노산을 바꾸지 않고 없애 본다.
# 아래 서열은 전부 예시다. 논문의 최적화 서열이 아니다.

SITES = {"BamHI": "GGATCC", "XhoI": "CTCGAG"}

dna = "ATGGGATCCGCCGCCAAGGGCCCGCTCGAGGGCTACAAGAAGGCCGCCTAC"   # 예시

print("예시 DNA (교육용)")
print("  " + dna)
print("  길이 %d bp" % len(dna))
print()

print("제한효소 자리 찾기")
hits = []
for name, site in SITES.items():
    start = 0
    while True:
        i = dna.find(site, start)
        if i < 0:
            break
        hits.append((name, site, i))
        start = i + 1
for name, site, i in sorted(hits, key=lambda h: h[2]):
    frame = i % 3
    print("  %-6s %s  위치 %2d  (코돈 경계에서 %d 칸)" % (name, site, i, frame))
if not hits:
    print("  없음")
print()
print("한 자리가 코돈 두세 개에 걸쳐 있다.")
print("없애려면 그 코돈 하나를 같은 아미노산의 다른 철자로 바꾸면 된다.")

단백질을 지키면서 DNA 만 고치는 것 — 이 권 전체가 이 기술의 응용입니다.

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# 같은 아미노산을 지키면서 자리를 없애는 방법 - 동의 코돈으로 갈아 끼운다.
CODON = {
    "GGA": "G", "GGT": "G", "GGC": "G", "GGG": "G",
    "TCC": "S", "TCT": "S", "TCA": "S", "TCG": "S", "AGT": "S", "AGC": "S",
    "CTC": "L", "CTT": "L", "CTA": "L", "CTG": "L", "TTA": "L", "TTG": "L",
    "GAG": "E", "GAA": "E",
    "GCC": "A", "GCT": "A", "GCA": "A", "GCG": "A",
}

print("BamHI 자리 GGATCC 가 코돈 GGA TCC 로 읽힐 때")
print("  GGA = %s (글리신)   TCC = %s (세린)" % (CODON["GGA"], CODON["TCC"]))
print()
print("  글리신의 다른 철자 : GGT GGC GGG")
print("  하나만 갈아 끼우면")
for alt in ["GGT", "GGC", "GGG"]:
    new = alt + "TCC"
    same = (CODON[alt] == CODON["GGA"])
    gone = ("GGATCC" not in new)
    print("    %s TCC -> %s   아미노산 같은가 %s   자리 사라졌나 %s"
          % (alt, new, "예" if same else "아니오", "예" if gone else "아니오"))
print()
print("XhoI 자리 CTCGAG 가 코돈 CTC GAG 로 읽힐 때")
print("  CTC = %s (류신)   GAG = %s (글루탐산)" % (CODON["CTC"], CODON["GAG"]))
for alt in ["CTT", "CTA", "CTG"]:
    new = alt + "GAG"
    print("    %s GAG -> %s   아미노산 같은가 %s   자리 사라졌나 %s"
          % (alt, new, "예" if CODON[alt] == CODON["CTC"] else "아니오",
             "예" if "CTCGAG" not in new else "아니오"))
print()
print("단백질은 한 글자도 바뀌지 않는다. 이것이 동의 치환이다.")
print("위 서열은 전부 예시다.")

도구는 시키지 않으면 하지 않는다

시키지 않으면

CAI 와 GC 는 잘 나옵니다. 제한효소 자리는 그대로 남습니다. V 권에 가서야 발견합니다.

시키면

NovoPro 의 '피할 자리' 칸에 BamHI · XhoI 를 적습니다. 도구가 그 자리를 피해 철자를 고릅니다.

이것이 이 강의 결정입니다 — 다음 걸음이 무엇을 쓸지 미리 알고 설계한다. Step 4 와 Step 5 가 따로 놀면 여기서 사고가 납니다.

🤔 Check yourself

Step 4 에서 BamHI·XhoI 자리를 피하는 까닭은?

🤔 Check yourself

제한효소 자리를 없애면서 단백질을 지키는 방법은?

🤔 Check yourself

NovoPro ExpOptimizer 가 돌려주는 값은?