Gen PRNP
Gen PRNP nằm trên nhiễm sắc thể 20, cung cấp các hướng dẫn tạo ra một protein gọi là protein prion (PrP), hoạt động trong não và một số mô khác. Mặc dù chức năng chính xác của protein này vẫn chưa được biết, nhưng các nhà nghiên cứu đã đề xuất vai trò trong một số quá trình quan trọng, bao gồm việc vận chuyển đồng vào tế bào và bảo vệ tế bào não khỏi những tổn thương.
Chức năng chính
Các nghiên cứu cho thấy vai trò của PrP trong việc hình thành các khớp thần kinh, chính là các điểm nối giữa các tế bào thần kinh, nơi các tế bào giao tiếp với nhau.
Các dạng PrP khác nhau đã được xác định. Phiên bản bình thường thường được chỉ định là PrPC để phân biệt với các dạng bất thường là PrPSc.
Đột biến gây bệnh
Bệnh Wilson
Đa hình Met129Val được ghi nhận là có ảnh hưởng đến sự khởi phát của bệnh Wilson, một chứng rối loạn di truyền trong đó tích tụ quá nhiều đồng trong cơ thể. Bệnh Wilson do đột biến gen ATP7B gây ra, nhưng các nghiên cứu cho thấy rằng các triệu chứng của bệnh Wilson bắt đầu muộn hơn vài năm ở những người có Met/Met ở vị trí 129 trong PrP so với những người có Met/Val hoặc Val/Val. Các kết quả nghiên cứu khác cho thấy đa hình này cũng có thể ảnh hưởng đến loại triệu chứng phát triển ở những người mắc bệnh Wilson. Met/Met ở vị trí 129 dường như có liên quan đến việc gia tăng các triệu chứng ảnh hưởng đến hệ thần kinh, đặc biệt là run rẩy.
Xem thêm bệnh WilsonBệnh Huntington
Một loại đột biến cụ thể trên gen PRNP đã được phát hiện gây ra các dấu hiệu và triệu chứng giống như bệnh Huntington, bao gồm cử động không kiểm soát, các vấn đề về cảm xúc và mất khả năng tư duy. Các nhà nghiên cứu đã đề xuất tình trạng này gọi là bệnh Huntington 1 (HDL1).
Các đột biến PRNP liên quan đến HDL1 liên quan đến một đoạn ADN gọi là lặp đoạn octapeptide. Phân đoạn này cung cấp hướng dẫn tạo ra tám axit amin liên kết để tạo thành một đoạn protein được gọi là peptit. Lặp đoạn octapeptit thường xảy ra 5 lần trên gen PRNP. Ở những người có HDL1, phân đoạn này được lặp lại 11 hoặc 13 lần. Sự gia tăng kích thước của đoạn lặp octapeptit tạo ra một phiên bản PrP dài bất thường. Người ta vẫn chưa rõ làm thế nào mà protein bất thường gây tổn hại và cuối cùng phá hủy các tế bào thần kinh, dẫn đến các biểu hiện đặc trưng của HDL1.
Bệnh Prion
Hơn 30 đột biến trên gen PRNP đã được xác định ở những người mắc các dạng bệnh prion có tính gia đình, bao gồm bệnh Creutzfeldt-Jakob (CJD), hội chứng Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS) và chứng mất ngủ gia đình gây tử vong (FFI). Các đặc điểm chính của những bệnh này bao gồm những thay đổi về trí nhớ, tính cách và hành vi, sa sút trí tuệ và các cử động bất thường, đặc biệt khó phối hợp các động tác. Các dấu hiệu và triệu chứng xấu đi theo thời gian, cuối cùng dẫn đến tử vong.
Một số đột biến gen PRNP gây ra bệnh prion gia đình làm thay đổi các axit amin đơn trong PrP. Những đột biến khác chèn thêm các axit amin vào protein hoặc tạo ra một phiên bản protein ngắn bất thường làm thay đổi cấu trúc của PrP, dẫn đến việc sản xuất một protein gọi là PrPSc. Trong một quá trình chưa được hiểu đầy đủ, PrPSc có thể gắn vào PrPC rồi thúc đẩy chuyển đổi thành PrPSc. Protein bất thường tích tụ trong não, tạo thành các khối làm tổn thương hoặc phá hủy các tế bào thần kinh. Việc mất đi các tế bào này tạo ra các lỗ cực nhỏ giống như bọt biển trong não, dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh prion.
Các nhà nghiên cứu đã xác định một số biến thể phổ biến trên gen PRNP ảnh hưởng đến các axit amin đơn trong PrP. Những hiện tượng đa hình này không gây ra bệnh prion, nhưng chúng có thể tăng nguy cơ phát triển các rối loạn này. Các nghiên cứu đã tập trung vào ảnh hưởng của sự đa hình ở vị trí 129 của PrP. Tại vị trí này, mọi người có thể có axit amin methionine (Met) hoặc valine (Val). Tính đa hình này được viết là Met129Val hoặc M129V. Bởi vì mọi người thừa hưởng một bản sao của gen PRNP từ mỗi cha mẹ, ở vị trí 129, một cá nhân có thể nhận methionine từ cả cha và mẹ (Met/Met), valine từ cả cha và mẹ (Val/Val) hoặc methionine từ cha mẹ và valine từ người kia (Met/Val).
Sự đa hình của Met129Val dường như ảnh hưởng đến nguy cơ phát triển bệnh prion. Hầu hết các cá thể bị ảnh hưởng có cùng một axit amin ở vị trí 129 (Met/Met hoặc Val/Val) thay vì các axit amin khác nhau (Met/Val). Met/Met ở vị trí 129 cũng có liên quan đến khởi phát bệnh sớm hơn và làm trầm trọng hơn các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh.
Các vấn đề khác
Biến thể Met129Val có liên quan đến sự khác biệt về khả năng ghi nhớ dài hạn ở những người trẻ tuổi khỏe mạnh. Trong một nghiên cứu, những người có Met/Met hoặc Met/Val ở vị trí 129 có thể ghi nhớ tốt hơn so với những người Val/Val. Chưa rõ những khác biệt này có thể liên quan đến trí nhớ như thế nào.
Các tên gọi khác
- AltPrP
- ASCR
- CD230 antigen
- CJD
- GSS
- MGC26679
- PRIO_HUMAN
- prion protein (p27-30) (Creutzfeldt-Jakob disease, Gerstmann-Strausler-Scheinker syndrome, fatal familial insomnia)
- PRIP
- PrP
- PrP27-30
- PrP33-35C
- PrPc
- PrPSc
References
- Genetic Testing Information. PRNP prion protein [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved January 27, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/5621
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. PRION PROTEIN; PRNP. Retrieved January 27, 2021 from https://omim.org/entry/176640
- U.S. National Library of Medicine. PRNP gene. Retrieved January 27, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/prnp/