12. rNTP 넷 — 셋은 1.875 mM, 하나는 0.225 mM · Dr. Yoo's mRNA Synthesis Reagents, First Steps

mRNA 의 재료는 rNTP 넷입니다 — rATP · rCTP · rGTP · rUTP. DNA 의 dNTP 와 두 군데 다릅니다.

	dNTP (7강)	rNTP (여기)
당의 2′ 자리	수소 (deoxy)	수산기 —OH
T 냐 U 냐	dTTP	rUTP
결과	DNA — 튼튼하다	RNA — 스스로 끊어질 수 있다

2′-OH 하나가 RNA 를 불안정하게 만듭니다. 그 손이 자기 인산 뼈대를 공격할 수 있기 때문입니다. 4강에서 EDTA 로 Mg²⁺ 를 치워야 했던 이유가 이것입니다.

전사체의 염기 조성을 밀어 보세요. 넷 가운데 어느 것이 먼저 바닥나는지 보여 줍니다.

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재료 넷 가운데 무엇이 천장인지를 계산으로 찾습니다. 답은 서열에 따라 달라집니다.

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# 어느 뉴클레오타이드가 먼저 바닥나는가 — '들어 있는 양' 과 '필요한 비율' 을 함께 본다
V_L = 200e-6
conc = {"rATP": 1.875e-3, "rCTP": 1.875e-3, "rUTP": 1.875e-3, "rGTP": 0.225e-3}
nmol = {k: c * V_L * 1e9 for k, c in conc.items()}

print("반응통에 든 양 (nmol)")
for k in ("rATP", "rCTP", "rGTP", "rUTP"):
    print("  %-6s %8.1f nmol" % (k, nmol[k]))
print()

# 전사체의 염기 조성 — 균등(25%)과, GC 가 높은 경우를 함께 본다
for name, comp in (("균등 (각 25%)", {"rATP": .25, "rCTP": .25, "rGTP": .25, "rUTP": .25}),
                   ("GC 60% 서열",   {"rATP": .20, "rCTP": .30, "rGTP": .30, "rUTP": .20})):
    print(name)
    limits = {}
    for k, f in comp.items():
        limits[k] = nmol[k] / f          # 이 뉴클레오타이드로 만들 수 있는 전체 nt
    first = min(limits, key=limits.get)
    total_nt = limits[first]
    ug = total_nt * 1e-9 * 330 * 1e6
    for k in ("rATP", "rCTP", "rGTP", "rUTP"):
        mark = "  ← 먼저 바닥난다" if k == first else ""
        print("    %-6s 전체 %9.1f nmol 까지 버틴다%s" % (k, limits[k], mark))
    print("    → 만들 수 있는 RNA 최대 %.0f µg" % ug)
    print()
print("논문의 실제 수율은 198~324 µg (Fig. 4e). rGTP 가 천장을 정한다는 계산과 맞는다.")

서열이 바뀌면 시약 조성도 바뀌어야 하나

위 계산이 그 물음에 답합니다. GC 가 높은 서열은 rGTP 를 더 씁니다. rGTP 만 굶겨 둔 이 조성에서는, GC 가 높은 백신일수록 수율이 더 떨어집니다.

이 논문이 보인 것

eGFP 와 RBD, 서열 둘에서 비슷한 수율(308·198·324 µg 과 280 µg)이 나왔습니다. 두 서열의 GC 가 크게 다르지 않았다는 뜻입니다.

말할 수 없는 것

“어떤 서열이든 300 µg 나온다” 는 말은 할 수 없습니다. GC 가 높은 서열은 시험되지 않았습니다.

“보편 플랫폼(universal platform)” 이라는 제목을 읽을 때 여기까지 따져야 합니다. 공정은 보편적이어도 시약 조성은 서열에 걸려 있습니다.

🤔 Check yourself

rNTP 와 dNTP 의 결정적 차이는?

🤔 Check yourself

GC 함량이 높은 서열을 이 조성으로 전사하면 예상되는 일은?