14. 보존성 6/6 — 여섯 균주를 tblastn 으로 견주다 · 정교수의 mRNA백신 디자인 첫걸음 I

4강에서 본 문제로 돌아옵니다. 대표 균주 하나에서 뽑은 조각이 나머지 다섯에도 있을까요.

논문은 유전체 여섯을 전부 받아 스파이크 부분을 떼어 낸 다음, tblastn 으로 조각 스무 개를 하나씩 찾아봅니다.

결과 — 스무 개 전부 6/6

tblastn 이 하는 일

이름이 낯설지만 하는 일은 단순합니다.

넣는 것	찾는 곳	어떻게
아미노산 조각 (에피토프)	염기 서열 (유전체)	염기를 여섯 방향으로 번역해 아미노산으로 바꾼 뒤 견준다

왜 굳이 이렇게 할까요. 유전체는 염기로 되어 있고, 스파이크 유전자가 어디서 시작하는지 균주마다 조금씩 다를 수 있기 때문입니다. 여섯 방향을 다 번역해 두면 시작점을 몰라도 찾을 수 있습니다.

균주를 하나씩 빼 보세요. 몇 개까지 봐야 '보존됐다' 고 말할 수 있을까요.

불러오는 중…

여섯 개는 충분한가

여섯 균주 전부에 있다는 사실이 얼마나 강한 증거인지 생각해 봅시다.

여섯은 적은 수입니다. 그리고 여섯이 모두 같은 시기에 같은 지역에서 나왔습니다. 서로 아주 가까운 친척일 수 있습니다.

SARS-CoV-2 를 떠올려 보면 초기 여섯 개의 유전체에서 보존된 자리가 나중에 오미크론에서 바뀐 일이 많았습니다. 여섯 개의 보존성과 수십만 개의 보존성은 다른 증거입니다.

변이율 10%짜리 자리도 여섯 개만 보면 절반 넘게 '보존' 으로 나옵니다.

Python 브라우저에서 실행

# 표본 수가 늘면 '보존됐다' 는 판단이 얼마나 단단해지는가.
# 어떤 자리가 실제로는 p 의 확률로 변한다고 하자.
# n 개를 봤는데 전부 같았을 확률을 센다.
print("실제 변이율이 p 일 때, n 개를 봐서 전부 같을 확률")
print()
print("%6s %10s %10s %10s" % ("p", "n=6", "n=50", "n=1000"))
for p in (0.01, 0.05, 0.10, 0.20):
    row = []
    for n in (6, 50, 1000):
        row.append((1 - p) ** n)
    print("%6.2f %9.3f %10.3f %10.3f" % (p, row[0], row[1], row[2]))
print()
print("변이율이 10% 나 되어도 여섯 개만 보면 53% 확률로 '전부 같음' 이 나온다.")
print("여섯 개의 6/6 은 '변이가 없다' 의 증거로는 약하다.")
print("(이 계산은 교육용 모형이다 — 논문에 없다. 인용하지 말 것)")

그래도 이 단계를 넣은 것은 옳다

약한 증거라도 없는 것보다는 낫습니다. 그리고 여섯 균주 가운데 하나에만 있는 조각을 걸러 냈다면, 그것만으로 값을 한 일입니다.

다만 논문이 '여섯 균주를 넘어 더 넓게 적용될 수 있다' 고 쓴 문장은 희망이지 결과가 아닙니다. 논문도 그 문장 뒤에 '실험으로 확인해야 한다' 고 붙여 두었습니다.

🤔 확인 문제

tblastn 이 아미노산 조각을 염기 서열에서 찾을 때 하는 일은?

🤔 확인 문제

'스무 개 전부 6/6' 에서 곧바로 말할 수 있는 것은?

🤔 확인 문제

균주 여섯 개의 보존성이 특히 약한 증거인 까닭은?