15. 인터페론 역설 — 면역을 더 깨우면 항원이 더 줄어든다 · Dr. Son's mRNA Vaccine Design, First Steps VI

도서관에서 화재 경보가 울렸습니다. 사람들이 대피하고, 스프링클러가 작동합니다. 그런데 그 물에 읽으려던 책이 젖습니다.

이것이 mRNA 백신의 역설입니다. 논문의 문장을 그대로 옮깁니다.

I형 인터페론이 증폭되면
국소 염증이 늘고 항원 발현이 오히려 줄어든다

“오히려” 가 이 강의 전부입니다.

왜 거꾸로 가나

🚨

경보

감지기(14강)가 켜지면 I형 인터페론이 나옵니다

🔁

증폭

인터페론이 이웃 세포를 경계 상태로 만듭니다. 감지기가 더 늘어납니다

✂️

치우기

경계 상태의 세포는 번역을 줄이고 RNA 를 부숩니다

세 번째 카드가 핵심입니다. 세포가 바이러스 감염을 의심하면 자기 단백질 공장을 잠시 멈춥니다. 바이러스가 그 공장을 쓰지 못하게 하려고요. 우리 항원도 그 공장에서 만들어집니다.

선천면역 활성을 밀어 보세요. 염증은 오르고 항원 발현은 어디서부터 꺾이는지 보입니다.

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왼쪽 절반은 제 가정이고, 오른쪽 절반이 논문의 서술입니다. 두 개를 갈라 두세요.

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# 면역 활성이 오를 때 항원 발현이 어떻게 움직이나 - 모양만 본다.
# 모든 계수는 교육용 가정이다. 논문에 이 곡선은 없다.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a = np.linspace(0, 1, 200)          # 선천면역 활성 0~1

adjuvant = 1.0 + 0.6 * a            # 가정 - 조금 깨우면 면역 자극에 도움
survival = np.exp(-4.0 * a)         # 가정 - 많이 깨우면 mRNA 가 부서진다
antigen = survival                  # 만들어지는 항원의 양
immune = adjuvant * antigen         # 실제로 얻는 면역 반응 (가정)

fig, ax = plt.subplots(figsize=(7, 3.6))
ax.plot(a, antigen, lw=2, label="antigen expressed")
ax.plot(a, immune,  lw=2, label="immune response (assumed)")
ax.set_xlabel("innate activation (0-1)")
ax.set_ylabel("relative level")
ax.legend()
plt.show()

best = a[int(np.argmax(immune))]
print("이 가정 아래에서 면역 반응이 가장 큰 활성 수준 %.2f" % best)
print("0 도 1 도 아니다. 가운데 어딘가다.")
print()
print("항원 발현만 보면 활성은 낮을수록 좋다.")
print("면역 반응까지 보면 너무 낮아도 손해다.")
print()
print("논문이 말하는 것은 이 그림의 오른쪽 절반이다 -")
print("  I형 인터페론이 증폭되면 염증이 늘고 항원 발현이 줄어든다.")
print("왼쪽 절반(조금 깨우면 도움이 된다)은 내가 덧붙인 가정이다.")

그래서 무엇을 하나

두 길이 있습니다.

양을 줄인다

넣는 mRNA 를 줄이면 감지기가 덜 켜집니다. 대신 만들어지는 항원도 줍니다. 맞바꾸기입니다

덜 낯설게 만든다

같은 양을 넣되 감지기에 덜 걸리는 분자로 만듭니다. 맞바꾸기가 아닙니다 — 양쪽을 다 얻습니다

오른쪽이 뉴클레오사이드 화학적 변형입니다. 16강의 주제이고, 여섯 권을 통틀어 사람에게서 작동이 확인된 유일한 조각입니다.

이 역설이 설계에 주는 실제 제약

하고 싶은 것	역설이 거는 제동
mRNA 를 많이 넣어 항원을 늘린다	많이 넣을수록 감지기가 더 켜진다(14강)
3′ UTR 로 반감기를 늘린다	오래 남아 있을수록 감지기에 걸릴 시간도 는다
구조를 단단히 해 분해를 막는다	이중나선이 늘면 RIG-I·MDA5 가 좋아하는 모양이 된다

셋 다 앞의 강들에서 좋다고 배운 것입니다. 이 강은 그것들에 전부 위쪽 천장을 놓습니다. 더 하면 더 좋다 가 성립하지 않는 구간이 있습니다.

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논문이 적은 인터페론 역설을 옳게 말한 것은?

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선천면역 활성이 0 에 가까운 것이 반드시 최선이 아닌 까닭은?

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양을 줄이는 길과 변형하는 길의 차이는?