인간의 면역체계에서 T세포는 감염된 세포를 찾아내 공격하는 특수부대와 같다. 몇 명이 보초를 서다가 외부 위협 요인을 발견하면 전 부대에 비상을 거는 식이다. 하지만 처음의 T세포 수가 균일하지 않은데도 어떻게 면역체계가 정확한 규모의 T세포를 가동할 수 있는지는 여전히 베일에 싸여 있다.

프린스턴대 연구진이 이런 의문에 하나의 통찰을 제공할 수 있는 수학적 관찰 모델을 개발했다.

11일 온라인(www.eurekalert.org)에 배포된 보도자료에 따르면 이 대학 분자생물학과의 네드 윈그린 교수팀이 수행한 이번 연구에 관한 보고서는 전미 과학 아카데미 회보인 저널 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 실렸다.

최근 윈그린 교수팀의 호기심을 자극하는 연구결과가 하나 발표됐다.

항원 발견 초기의 T세포 수와 추후의 증식 규모는, 수학적 ‘멱 법칙(power law)’에 따르는 반비례 관계에 있다는 내용이었다. 멱 법칙은, 한 수(數)가 다른 수의 거듭제곱으로 표현되는 함수적 관계를 말한다. 생명체 입장에선 이해할 만하지만 면역체계가 어떻게 ‘병력 증강’을 선택적으로 하는지가 관심을 끌었다.

보고서의 수석 저자를 맡은 윈그린 교수는 “면역체계가 매우 복잡하긴 해도 그 기저엔 단순한 메커니즘이 작동하고 있음을 보여주는 규칙성이 있다”면서 “T세포 50개로 시작하나 5만개로 시작하나 증식 과정을 지배하는 절차는 동일하다”고 말했다.

연구팀이 수학적 모델로 관찰한 결과는 이렇다. 먼저 T세포 증식의 가장 중요한 요인은 첫 단계의 항원(감염원) 규모와 그 항원에 대한 T세포의 친연성(affinity)이다.