19. 종합 실습 — 깔때기를 처음부터 다시 돌린다 · 정교수의 mRNA백신 디자인 첫걸음 I

지금까지 본 것을 한 줄로 이으면 이렇게 됩니다.

스파이크 → 도구 일곱 → 문턱 여섯 → 에피토프 스무 개 → 자리 열한 곳

이 강에서는 이 사슬을 코드로 다시 만듭니다. 그리고 중간에 문턱을 바꿔 가며 결과가 어떻게 움직이는지 봅니다.

재료를 손에 놓습니다. 다음 칸부터 이것을 굴립니다.

Python 브라우저에서 실행

# 1단계 — Table 1·2·3 을 그대로 적는다.
CTL = [
    ("KTYSNITIA", 62, 20.42, 1.0509),
    ("TYSNITIAM", 63, 411.35, 1.2420),
    ("LPYFHNINY", 279, 5.30, 1.0163),
    ("VQMTFVISV", 547, 2.59, 1.1614),
    ("VSIPTNFSF", 757, 5.93, 1.1587),
    ("IPTNFSFGL", 759, 112.83, 1.8318),
    ("MEAAYTASL", 925, 5.69, 0.6652),
    ("LASFAAIPF", 946, 8.76, 0.8943),
]
HTL = [
    ("TTARIKKIYPAFVLG", 134, 70.79, 0.6896, 1.72),
    ("TIVISPTTTARIKKI", 127, 82.72, 0.7988, 0.07),
    ("YFHNINYYSVIPRSP", 281, 91.21, 0.4245, 0.66),
    ("ISPTTTARIKKIYPA", 130, 121.48, 1.0021, 1.09),
    ("WTAGLASFAAIPFAQ", 942, 174.42, 0.6589, 2.22),
    ("LYFFHVGYQPTALIN", 1116, 316.83, 1.0424, 3.70),
    ("RYVAMDVKFENITTK", 1190, 449.56, 1.5141, 3.58),
]
LBL = [
    ("FPLSMASYLRPGSTGP", 441, 1.1750),
    ("SMTERVQMTFVISVTF", 542, 1.1665),
    ("DVESGVYSVSSFEAKS", 348, 1.0387),
    ("PGSTGPTAEFNYRQDF", 451, 1.0319),
    ("SDGQSASMTERVQMTF", 536, 0.8603),
]
print("CTL", len(CTL), "· HTL", len(HTL), "· LBL", len(LBL))
print("합계", len(CTL) + len(HTL) + len(LBL), "개")
print()
print("이 세 목록이 이 강의 재료다.")

문턱 두 개를 조이면 여덟이 넷이 됩니다.

Python 브라우저에서 실행

# 2단계 — 문턱을 바꿔 가며 몇 개가 남는지 센다.
CTL = [("KTYSNITIA", 20.42, 1.0509), ("TYSNITIAM", 411.35, 1.2420),
       ("LPYFHNINY", 5.30, 1.0163), ("VQMTFVISV", 2.59, 1.1614),
       ("VSIPTNFSF", 5.93, 1.1587), ("IPTNFSFGL", 112.83, 1.8318),
       ("MEAAYTASL", 5.69, 0.6652), ("LASFAAIPF", 8.76, 0.8943)]

print("%10s %10s %8s" % ("IC50 문턱", "항원성 문턱", "남는 수"))
for ic in (500, 200, 100, 50):
    for ag in (0.4, 0.8, 1.0):
        n = sum(1 for p, i, a in CTL if i < ic and a > ag)
        print("%10d %10.1f %8d" % (ic, ag, n))
print()
print("논문의 조합은 IC50 500 · 항원성 0.4 — 여덟 개 전부 통과한다.")
print("IC50 을 50 으로, 항원성을 1.0 으로 조이면 네 개만 남는다.")

문턱 여섯 개를 한 화면에서 움직이며 최종 구성이 어떻게 바뀌는지 보세요.

불러오는 중…

글자열 검색은 있거나 없거나입니다. 16강이 말한 올바른 방법입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 3단계 — 16강에서 배운 '올바른 자기유사성 검사' 를 흉내 내 본다.
# E-value 가 아니라 글자열 그대로 찾는 방법.
# 사람 단백질체 대신 교육용 모형 서열을 쓴다 (논문에 없는 모형이다).
model_human = (
    "MKTAYIAKQRQISFVKSHFSRQLEERLGLIEVQAPILSRVGDGTQDNLSGAEKAVQVKVKA"
    "LPDAQFEVVHSLAKWKRQTLGQHDFSAGEGLYTHMKALRPDEDRLSPLHSVYVDQWDWERV"
    "KTYSNITIAGGSKLPLHRVMSEVTNQGEVLAQLRQAIEDLQQQGIVLNIHKTYSNITIALP"
)
peps = ["KTYSNITIA", "MEAAYTASL", "LPYFHNINY", "VQMTFVISV"]
print("%-12s %8s %s" % ("조각", "몇 번", "어디"))
for p in peps:
    hits = []
    start = 0
    while True:
        i = model_human.find(p, start)
        if i < 0:
            break
        hits.append(i + 1)
        start = i + 1
    print("%-12s %8d %s" % (p, len(hits), hits if hits else "-"))
print()
print("글자열 검색은 답이 분명하다 — 있거나 없거나다.")
print("E-value 처럼 '통계적으로 유의하지 않다' 로 빠져나갈 여지가 없다.")
print("(이 사람 서열은 교육용 모형이다 — 실제 단백질체가 아니다. 인용하지 말 것)")

17강과 18강의 값이 다시 나옵니다. 재현됐습니다.

Python 브라우저에서 실행

# 4단계 — 지도를 다시 그리고 자리를 센다. (17강의 결과를 재현)
allp = [("KTYSNITIA", 62), ("TYSNITIAM", 63), ("LPYFHNINY", 279),
        ("VQMTFVISV", 547), ("VSIPTNFSF", 757), ("IPTNFSFGL", 759),
        ("MEAAYTASL", 925), ("LASFAAIPF", 946),
        ("TTARIKKIYPAFVLG", 134), ("TIVISPTTTARIKKI", 127),
        ("YFHNINYYSVIPRSP", 281), ("ISPTTTARIKKIYPA", 130),
        ("WTAGLASFAAIPFAQ", 942), ("LYFFHVGYQPTALIN", 1116),
        ("RYVAMDVKFENITTK", 1190),
        ("FPLSMASYLRPGSTGP", 441), ("SMTERVQMTFVISVTF", 542),
        ("DVESGVYSVSSFEAKS", 348), ("PGSTGPTAEFNYRQDF", 451),
        ("SDGQSASMTERVQMTF", 536)]

def count_loci(items):
    sp = sorted((s, s + len(p) - 1) for p, s in items)
    merged = []
    for a, b in sp:
        if merged and a <= merged[-1][1]:
            merged[-1][1] = max(merged[-1][1], b)
        else:
            merged.append([a, b])
    return merged

m = count_loci(allp)
print("에피토프", len(allp), "개 → 자리", len(m), "곳")
print("덮은 잔기", sum(b - a + 1 for a, b in m))
print()
print("17·18강에서 본 값이 그대로 나온다 — 재현됐다.")

이 실습이 보여 준 것

단계	알게 된 것
2단계	문턱 두 개만 조여도 여덟이 넷이 된다
3단계	짧은 조각은 글자열 검색이 분명한 답을 준다
4단계	스무 개는 열한 자리에 모여 있다 — 재현됨

세 가지 모두 논문의 표만 있으면 누구나 확인할 수 있습니다. 논문이 표를 성실히 적어 둔 덕분입니다.

실습이 만들어 준 결손 목록입니다. 20강에서 이 목록이 다시 나옵니다.

Python 브라우저에서 실행

# 5단계 — 논문이 안 적은 것을 목록으로 만든다.
# 실습을 하다 보면 '이 값이 있었으면' 하는 것들이 생긴다. 그것이 곧 결손 목록이다.
missing = [
    ("스파이크 전체 길이", "17·18강의 비율 계산이 추정이 된다"),
    ("각 단계에서 떨어진 후보 수", "9강 — 체의 성능을 판단할 수 없다"),
    ("뽑히지 않은 조각들의 점수", "17강 — 열한 자리가 최선인지 알 수 없다"),
    ("자기유사성 검사의 실제 출력", "16강 — 무엇과 얼마나 닮았는지 모른다"),
    ("도구를 돌린 순서와 코드", "완전한 재현이 막힌다"),
]
print("%-28s %s" % ("없는 것", "그래서 못 하는 일"))
print("-" * 74)
for what, why in missing:
    print("%-28s %s" % (what, why))
print("-" * 74)
print()
print("다섯 가지 모두 '더 있었으면 좋았을 것' 이지 '틀린 것' 이 아니다.")
print("논문을 읽는 일은 없는 것을 세는 일이기도 하다.")

🤔 확인 문제

19강의 실습에서 만든 '결손 목록' 이 뜻하는 것은?

🤔 확인 문제

이 실습이 가능했던 가장 큰 까닭은?

🤔 확인 문제

2단계에서 문턱을 IC50 50 · 항원성 1.0 으로 조이면?