14. 몸이 내 mRNA 를 공격한다 — 엔도솜의 TLR 과 세포질의 RIG-I · MDA5 · Dr. Son's mRNA Vaccine Design, First Steps VI

건물 곳곳에 화재 감지기가 있습니다. 연기를 보면 경보를 울립니다. 그런데 감지기는 불난 연기와 담배 연기를 구분하지 못합니다.

우리 몸의 선천면역이 그 감지기입니다. 바이러스가 들어오면 그 바이러스의 RNA 를 감지해 경보를 울립니다. 문제는 — 우리가 넣은 mRNA 도 RNA 라는 것입니다.

선천면역은 외래 mRNA 를 패턴인식수용체 로 알아챈다

감지기는 어디에 있나

감지기	어디에 있나	무엇을 알아채나
TLR (TLR7 등)	엔도솜 안	세포 안으로 삼켜져 들어온 RNA
RIG-I	세포질	세포질에 풀려난 RNA
MDA5	세포질	같음

두 자리입니다 — 삼켜진 주머니 안과 세포 속 공간. mRNA 백신은 두 자리를 다 지나갑니다. 그래서 감지기 셋을 다 만납니다.

감지기 셋을 눌러 위치와 결과를 봅니다. 활성 정도를 밀면 결론이 갈립니다.

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곡선의 모양만 보세요. 계수는 가정입니다 — 논문에 감지기별 수치는 없습니다.

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# 감지기 셋이 각각 얼마나 켜지나 - 아주 단순한 모형으로 모양만 본다.
# 모든 계수는 교육용 가정이다. 논문에 이 수치는 없다.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

dose = np.linspace(0, 10, 200)     # 넣은 mRNA 양 (임의단위)

def sensor(x, k, cap):
    return cap * x / (k + x)

tlr7 = sensor(dose, 2.0, 1.0)      # 엔도솜 - 일찍 포화
rig  = sensor(dose, 5.0, 1.0)      # 세포질
mda5 = sensor(dose, 7.0, 1.0)

fig, ax = plt.subplots(figsize=(7, 3.6))
ax.plot(dose, tlr7, lw=2, label="TLR7 (endosome)")
ax.plot(dose, rig,  lw=2, label="RIG-I (cytosol)")
ax.plot(dose, mda5, lw=2, label="MDA5 (cytosol)")
ax.set_xlabel("mRNA dose (arbitrary units)")
ax.set_ylabel("sensor activation (0-1)")
ax.legend()
plt.show()

for name, curve in [("TLR7", tlr7), ("RIG-I", rig), ("MDA5", mda5)]:
    half = dose[np.argmax(curve >= 0.5)]
    print("%-6s 절반이 켜지는 양 %.1f" % (name, half))
print()
print("세 감지기가 같은 양에서 켜지지 않는다.")
print("그래서 '양을 줄이면 안 켜진다' 가 아니라 '무엇이 먼저 켜지는가' 가 문제가 된다.")
print()
print("주의 - 위 계수는 전부 가정이다. 모양을 보는 그림이지 측정이 아니다.")

이 강이 이 권의 방향을 바꾼다

1~13강은 번역이 잘 되게 만드는 이야기였습니다. 14강부터는 몸이 그것을 부수지 않게 만드는 이야기입니다.

📈

앞의 열세 강

캡 · UTR · 코자크 — 읽히는 속도를 올립니다

🛡️

뒤의 다섯 강

화학적 변형 — 부서지는 속도를 낮춥니다

두 방향이 곱해져 총 발현량이 됩니다. 어느 한쪽만 잘해도 결과는 실망스럽습니다.

감지기가 두 자리에 있는 까닭

바이러스가 세포에 들어오는 길이 둘이기 때문입니다. 삼켜져서 들어오거나, 막을 뚫고 세포질로 바로 들어옵니다. 몸은 두 길목에 각각 감지기를 두었습니다.

mRNA 백신은 두 길목을 다 지나갑니다. 삼켜져 엔도솜에 들어갔다가, 거기서 빠져나와 세포질로 갑니다. 그래서 감지기 셋을 모두 만납니다.

약을 배달하는 길과 감시가 서 있는 길이 같다

🤔 Check yourself

mRNA 를 알아채는 감지기의 위치를 옳게 짝지은 것은?

🤔 Check yourself

선천면역이 켜지는 것이 mRNA 백신에서 문제가 되는 까닭은?

🤔 Check yourself

14강부터 이 권의 이야기가 바뀌는 방향은?