B세포 표면 수용체(BCR)에 대한 세부적인 이야기 part1

안녕하세요?

항체에 대한 자세한 이야기를 일련의 포스팅을 통해서 하였는데, 이제는 면역학 책에서 각종 수용체(receptor)에 대해서 다루는 곳까지 왔습니다. 아무튼 어려운 내용이 되기는 하겠지만, 그래도 알기 쉽도록 정리를 해서 이 블로그의 <면역학 이야기>에서 포스팅을 하도록 하겠습니다. 이번 포스팅에서는 지난번 포스팅에서 언급한 적이 있는 B세포 표면 수용체(BCR)에 대해서 세부적으로 들어가 보고자 합니다.

링크 : 적응면역 이야기 part2-항체의 생성 이야기

위 링크의 내용을 타고 들어가 복습을 해 보시면, 미성숙한 B세포에 있는 표면 수용체인 BCR은 항원을 인식하고, 그로부터 B세포가 증식하고, 항체를 만드는 '형질세포'가 된다고 이야기를 했습니다. 그런데 이 BCR은 '항체'와 같다라고 이야기만 하였지, 이게 정확히 무엇이다 라고 이야기는 지난번 포스팅에서는 하지를 않았습니다.

우선 면역학 책에서 언급을 하고 있기로는 B세포에서 최초로 발현이 되는 막 면역글로불린(Ig)-B cell의 세포막 표면에서 발현이 되는 Immunoglobulin은 IgM이라는 것이 밝혀 졌다고 합니다. 당연 형질세포에서 '오량체'로 분비되는 IgM이 아니라, 막 림프구에서 분화되어 나온 '미성숙한' B세포의 세포막 표면에 아래의 그림과 같이 단량체로서 붙어 있는 형태가 됩니다.

위 그림에서 '미성숙한'이란 의미는 아직 '항원'과 결합하지 않았다는 의미이며, 당현 B cell이 최초로 항원과 만나서 결합하기 위해서는 '항원을 잡을 수용체(receptor)'가 필요한데, 이게 바로 위 그림에서 묘사를 한 것과 같은 IgM이 B세포의 표면에 발현되어 있는 것입니다. 물론 이때는 분비가 되는 '오량체'가 아니라, '단량체'의 형태로 B cell의 표면에 붙어 있는 것입니다.

위 그림은 어디서 어떻게 같은 IgM의 유전자가 하나는 막 단백질이 되어서 B세포 표면에 존재하게 되며, 다른 하나는 그냥 분비되는지를 나타낸 그림입니다. 위 그림에서 M1과 M2로 표시된 블록이 '소수성'이라는 성질이 있어서, 세포막-주로 지방질로 구성된 세포막에 IgM이 딱 붙어 있게 해주는 역할을 하는데, 이 M1과 M2가 단백질(protein)단계까지 붙어 있느냐, 아니면 중간에 RNA splicing이라는 과정에 의해서 떨어져 나가느냐 하는 차이가 있습니다.

그럼 여기서 RNA splicing이라는 것에 대해서 간단하게 설명을 하고 나서 BCR에 대한 추가적인 설명을 하고자 합니다.

링크 : 단백질의 PTM(Post Translational Modification)

위 링크를 타고 들어가서 읽어 보시면, DNA는 일반적으로 '핵막'이라는 막에 쌓여져 있어서 RNA로 '전사(transcription)'되어야 하는데, 문제는 RNA로 한번 전사가 된다고 해서, 바로 protein으로 '번역(translation)'되지를 않는다는 것입니다.

위 그림에서 나오는 묘사처럼, RNA라고 해서 모든 부분이 다 protein으로 translation되지를 않고, 빨간색으로 표시된 블록처럼 중간에 버려진다고 해야 할까요? 단백질로 번역(translation)이 되지 않는 RNA의 부분이 있는데, 이러한 부분을 '인트론(intron)'이라고 하며, 위 그림에서 잘려진 다음 다시 합체하는 녹색의 블록들을 '엑손(exon)'이라고 부른다고 합니다. 문제는 이 '인트론'과 '엑손'이 잘리는 과정인 RNA splicing에서 변화가 발생할 수 있다는 것입니다.

이게 왜 B 세포막 표면에서 발현되는 IgM과 상관이 있느냐고 하실 건데요. 그 이유는 '소수성 서열'인 M1과 M2가 RNA splicing과정 중에 잘리면, IgM은 세포 밖으로 분비되어 방출되는 것이고, mRNA가 될때까지 계속 M1과 M2가 붙어 있으면 B세포의 세포막에 붙어서, BCR로서 역할을 하게 되는 것이라고 할 수 있습니다.

B세포가 좀 더 성숙한다고 면역학 책에서 언급은 하였지만, 항원과 결합한 이후인지는 확실하지 않습니다. 다만 항원 '특이성'을 나타내는 IgD도 같이 B세포의 세포막에서 발현이 된 다음 BCR로서 역할을 수행한다고 합니다. 여기서 지난번에 언급을 하였는 '클래스 스위치 재조합(Class switch recombinaiton, CSR)'이 등장하게 됩니다.

링크:항체가 다양한 이유-유전자 상에서 일어나는 이야기part3

비슷하기는 하지만, 여기서는 'DNA'가 아니라 'RNA splicing'에 의해서 IgM만이 아니라 IgD도 생성이 된다는 것입니다. 

다시 한번 더 강조해서 이야기를 하지만, DNA가 아닌 'RNA splicing'을 통해서 IgM이냐 IgD이냐가 갈리며, 둘다 B cell의 세포막에 존재를 하고 있으며, 맨 처음에는 'IgM' 단량체가 세포 표면에서 발현되고, 이어서 'IgD'도 세포막 표면에서 발현이 된다는 것입니다. 그러면서 면역학 책에서의 언급으로는 IgG와 같은 면역 글로불린(Ig)도 B cell의 표면 발현이 되기는 하지만, 면역학 책 뒷장에 나오는 이야기라서 여기서는 이쯤에서 마치도록 하겠습니다.

이제 BCR에 대해서 남은 것은 어떻게 되기에 이 BCR이 항원과 겷랍하면 B cell이 '미성숙한' 상태에서 '성숙한' 상태로 바뀌는 것인가 하는 의문이 드실 겁니다. 먼저 BCR에 항원이 결합하면 B cell을 활성화 시키는 신호가 세포의 내부로 간다고 면역학 책에서 언급이 되어 있습니다. 원래라면 이 부분도 설명을 해야 겠지만, 포스팅의 내용이 너무 길어지는 면이 있기에 이번 포스팅은 여기서 마치고, 다음 포스팅에서 BCR의 나머지 이야기도 다루도록 하겠습니다.