T細胞受體多樣性 - 迴文添加(palindromic addition)

造成T細胞受體多樣性(TCR sequence diversity)的機轉，大多發生在VDJ重組(VDJ recombination)的過程。除了由recombination activating gene (RAG1, RAG2)製造各種V、D、J排列組合造成「組合多樣性」(combinatorial diversity)之外，「交界多樣性」(junctional diversity)也是T細胞發展過程中不可忽視的一環。參與交界多樣性較常被討論的機轉有二，分別是：由RAG們插入P nucleotides的「迴文添加」(palindromic addition)；由terminal deoxynucleotidyl transferase (Tdt)主導隨機插入N nucleotides。三種機轉簡述如下：

1. VDJ combinatorial diversity：
   RAG1, RAG2在序列中找到欲刪除範圍兩端的recombination signal sequences (RSS)，分別黏上並將DNA彎起、互相靠近。夠近時切開兩端，並將被刪除的序列黏成一個環。此時RAG會暫時將產物的兩端斷股分別形成hairpin的結構，稍後會有DNA repair complex將hairpin解開並接起，被刪除的鑾型DNA會在細胞中被分解消失。
   
2. P nucleotides addition ( 迴文添加 Palindromic addition)：
   1993年，Thompson et al發現RAG在製造hairpin時，會以尚在修飾的germ line DNA為模板，製造迴文序列(palindromic sequence)。這些列通常相當地短，但對TCR多樣性的形成也相當重要。
   *補充：palindromic sequence是一段「對稱互補」的序列，如果從中間把它摺起來，會發現剛好可以互補。像5'- G A A T T C -3'就是一段典型的迴文序列。
   
   
   
   
3. N nucleotides addition：
   N nucleotides addition由Tdt主導進行。在P nucleotides完成後，Tdt會在兩股的P nucleotides後面隨機亂插入一些序列，直到剛好有幾個鹼基互補。此時外切酶(exonucleases)會將多餘的鹼基對刪除，並由DNA polymerase補齊序列；DNA ligase黏合缺口。
   

參考資料：

1. Srivastava, Santosh K., and Harlan S. Robins. "Palindromic nucleotide analysis in human T cell receptor rearrangements." PloS one 7.12 (2012): e52250.

2. Evolving Immunity, A Response to Chapter 6 of Darwin's Black Box, by Matt Inlay, Version 1.4 [Contributed June 6, 2002; Last Modified July 17, 2002]

3. Wikipedia (Junctional diversity)

4. Edward Goulden, The T Cell Antigen Receptor Complex. Generating Evidence for and isolating the TCR Generation of cytotoxic T lymphocytes (CTLs) Zinkernagel and Doherty. (http://slideplayer.com/slide/2431384/)