【科普】B細胞的養成之路（二）

這一章我們來討論B細胞抗體的多樣性。

之前我們提到了輕鏈（VJ）和重鏈（VDJ）的基因重組。

那麼，這些基因重組和抗體的多樣性有什麼關聯呢？

從標題的基因圖上我們可以看到紅色黃色藍色的方塊有很多。假設每次你只能從各個顏色里選一個方塊出來進行組合，請問有多少種可能？

讓我們用下面這張圖給出的數量來算一下。

根據圖中的信息：

• 假設Kappa鏈的V區域有35種基因，J區域有5種，那麼Kappa鏈的重組之後的可能性有35 x 5 = 175
• 同理，假設 Lamda鏈的V區域有30種基因，J區域有4種，那麼可能性有30 x 4 =120種
• 假設Heavy鏈種的V區域有40種，那麼可能性有40 x 23 x 6 x 9 = 5520 種
• 因為Kappa和Lamda都屬於輕鏈，只能二選一和重鏈相結合，我們把這兩種鏈的可能性相加，即175+120= 295 種可能性。
• 將重鏈和輕鏈的可能性相結合，即5520 x 295 = 1.6 x 10e6 種可能性

從上面的計算不難看出，基因重組對於抗體的多樣性功不可沒，十分重要。

那麼輕鏈和重鏈的基因是如何重組的呢？

這裡我們來談一談重組的兩個原則：

• 12-23 VDJ/VJ 重組原則
• NHEJ連接原則

首先說12-23 原則

Rag 蛋白會識別12bp spacer 和23bp spacer，並把它們帶到一塊兒，並在V末端和J前端進行剪切。

剪切完了之後如何連接呢？

這就要說到NHEJ連接原則了。過程如下圖。

RAG切完之後會在末端形成發卡結構，並會釋放發卡結構（如圖），TdT此刻會在末端隨機地增添各種鹼基，兩個末端互補的地方這個時候將互相粘連，其餘未粘連的地方也將被填補。

圖中不難看出，每次連接的地方會都會隨機加進來一些鹼基，這進一步增添了其多樣性，大概能再帶來大約3 x 10e7 種可能性。

和我們剛才算的重組1.6 x 10e6四捨五入也就是2 x 10e6的可能性 相乘的話：

單單是 重組+連接 所帶來的可能性就有 (2x 10e6) x (3 x 10e7)

= 6 x 10e13 種！

然而這只是冰山一角，因為此刻B細胞還僅僅停留在骨髓裡面，還未遇到它的那個它（抗原）。

遇到了那個它之後，它的基因將會進一步發生更多的變換。

後面的故事留到下面幾章說。

PS：

• 原來RAG並不是單獨在兩段進行切割，而是把基因一彎，兩段同時切割，然後留下發卡結構。
• 重組帶來的多樣性不過兩個million，而光tdt隨機加入的鹼基帶來的多樣性能達到30個million！tdt太重要了。
• 關於Allelic exclusion，排外性，指的是一個lymphocyte上面只可以表達single-antigen-specific的Ig或者TCR。這也就是為什麼我們可以生產單抗體。
• Rag受post-translation調控，可以被磷酸化，進而被ub標記，並被proteasome消化。

Reference

Janeway『s immunology, 9th edition