18. 적재량 257잔기 가운데 79잔기가 중복이다 · 정교수의 mRNA백신 디자인 첫걸음 I

17강에서 자리를 셌습니다. 이 강에서는 잔기를 셉니다.

구조물에 실리는 에피토프 아미노산의 합계는 257잔기입니다 (6강에서 계산했습니다). 그런데 그 257잔기가 가리키는 스파이크의 서로 다른 자리는 몇 잔기일까요.

257 가운데 79. 세 잔기에 한 잔기꼴로 같은 것을 두 번 싣습니다.

Python 브라우저에서 실행

# 적재량과 실제로 덮은 잔기 수를 견준다.
ctl = [("KTYSNITIA", 62), ("TYSNITIAM", 63), ("LPYFHNINY", 279),
       ("VQMTFVISV", 547), ("VSIPTNFSF", 757), ("IPTNFSFGL", 759),
       ("MEAAYTASL", 925), ("LASFAAIPF", 946)]
htl = [("TTARIKKIYPAFVLG", 134), ("TIVISPTTTARIKKI", 127),
       ("YFHNINYYSVIPRSP", 281), ("ISPTTTARIKKIYPA", 130),
       ("WTAGLASFAAIPFAQ", 942), ("LYFFHVGYQPTALIN", 1116),
       ("RYVAMDVKFENITTK", 1190)]
lbl = [("FPLSMASYLRPGSTGP", 441), ("SMTERVQMTFVISVTF", 542),
       ("DVESGVYSVSSFEAKS", 348), ("PGSTGPTAEFNYRQDF", 451),
       ("SDGQSASMTERVQMTF", 536)]
allp = ctl + htl + lbl

payload = sum(len(p) for p, _ in allp)

covered = set()
for p, s in allp:
    for i in range(s, s + len(p)):
        covered.add(i)

print("구조물이 싣는 에피토프 아미노산 (적재량)", payload, "잔기")
print("그것이 가리키는 스파이크의 서로 다른 자리 ", len(covered), "잔기")
print("겹쳐서 두 번 이상 실린 분량        ", payload - len(covered), "잔기")
print("중복 비율", round((payload - len(covered)) / payload * 100, 1), "%")

가장 심한 자리

어느 자리가 가장 여러 번 실릴까요. 잔기별로 몇 번 실리는지 세어 보면 알 수 있습니다.

세 번까지 실리는 자리가 있습니다. HTL 세 개가 겹친 134~141 구간입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 잔기마다 몇 번 실리는지 센다.
from collections import Counter
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)]
c = Counter()
for p, s in allp:
    for i in range(s, s + len(p)):
        c[i] += 1

hist = Counter(c.values())
print("몇 번 실리나   그런 잔기 수")
for k in sorted(hist):
    print("   %d 번 %14d" % (k, hist[k]))
print()
worst = max(c.values())
sites = sorted(i for i in c if c[i] == worst)
print("가장 여러 번 실리는 자리:", worst, "번")
print("  위치", sites[0], "-", sites[-1])
print()
print("(우리가 표에서 센 것 — 논문에 없다. 인용하지 말 것)")

에피토프를 하나씩 빼 보세요. 덮는 잔기는 거의 안 줄고 적재량만 줄어듭니다.

불러오는 중…

중복이 나쁜가

꼭 그렇지는 않습니다. 같은 자리라도 CTL 조각과 B세포 조각은 다른 면역을 부릅니다. 겹친다고 낭비라고 단정할 수 없습니다.

중복이 값을 하는 경우

같은 자리를 CTL 로 한 번, B세포로 한 번 — 다른 면역을 부른다

중복이 낭비인 경우

HTL 세 개가 22잔기 안에 — 같은 면역을 세 번 부른다

127 · 130 · 134 의 HTL 세 개가 두 번째에 해당합니다. 셋 다 도움 T세포를 부르고, 셋 다 거의 같은 토막입니다.

30잔기를 아낄 수 있지만 적용범위를 잃습니다. 단순한 낭비가 아닙니다.

Python 브라우저에서 실행

# HTL 세 개를 하나로 줄이면 무엇이 달라지는지 센다.
trio = [("TIVISPTTTARIKKI", 127), ("ISPTTTARIKKIYPA", 130),
        ("TTARIKKIYPAFVLG", 134)]
cov = set()
for p, s in trio:
    for i in range(s, s + len(p)):
        cov.add(i)
print("세 개를 다 쓰면")
print("  적재량", sum(len(p) for p, _ in trio), "잔기")
print("  덮는 자리", len(cov), "잔기 (", min(cov), "-", max(cov), ")")
print()
print("하나만 쓰면 (가운데 것)")
print("  적재량 15 잔기")
print("  덮는 자리 15 잔기")
print()
saved = sum(len(p) for p, _ in trio) - 15
print("아끼는 분량", saved, "잔기 — 구조물 419 잔기의",
      round(saved / 419 * 100, 1), "%")
print()
print("다만 셋은 HLA 가 서로 다르다 (DRB1_0401 / 0701 / 0101).")
print("그러니까 '같은 토막' 이어도 '같은 사람에게' 실리지는 않는다.")
print("줄이면 적용범위가 줄 수 있다 — 맞바꿈이다.")

🤔 확인 문제

적재량 257잔기 가운데 중복은 몇 잔기인가?

🤔 확인 문제

HTL 세 개(127·130·134)의 중복을 단순한 낭비로 볼 수 없는 까닭은?

🤔 확인 문제

이 강의 숫자들을 논문 인용에 쓸 수 있나?