Gen CDKN1C
Gen CDKN1C nằm trên nhiễm sắc thể số 11, cung cấp hướng dẫn tạo ra protein điều chỉnh tăng trưởng. Protein này hoạt động như một chất ức chế khối u bằng cách giữ cho các tế bào không phát triển và phân chia quá nhanh hoặc mất kiểm soát. Nó cũng tham gia kiểm soát quá trình tăng trưởng trước khi sinh, ngăn ngừa thai nhi phát triển quá lớn.
Chức năng chính
Mọi người thừa hưởng một bản sao của hầu hết các gen từ mẹ và một bản sao từ cha. Cả hai bản sao thường trong trạng thái hoạt động hoặc được "bật" trong các tế bào. Tuy nhiên, hoạt động của gen CDKN1C phụ thuộc vào nguồn gốc di truyền từ cha hay mẹ. Trong hầu hết các mô, bản sao thừa hưởng từ mẹ có hoạt tính cao hơn nhiều so với bản sao nhận từ cha. Khác biệt này do hiện tượng này gọi là in dấu bộ gen.
CDKN1C là một phần thuộc cụm gen trên nhánh ngắn (p) của nhiễm sắc thể số 11 trải qua quá trình in dấu bộ gen. Một vùng ADN lân cận được gọi là trung tâm in dấu 2 (imprinting center 2 hay IC2) hoặc KvDMR kiểm soát công đoạn in dấu bộ gen cha mẹ của CDKN1C và một số gen khác được cho là giúp điều chỉnh tăng trưởng. Vùng IC2 trải qua quá trình methyl hóa giúp gắn các phân tử methyl vào một số đoạn ADN. Quá trình methyl hóa xảy ra trong giai đoạn hình thành tế bào trứng hoặc tinh trùng là một cách đánh dấu hoặc "đóng dấu" nguồn gốc từ cha hay mẹ. Vùng IC2 bình thường chỉ được methyl hóa trên bản sao nhiễm sắc thể số 11 di truyền từ mẹ.
Đột biến gây bệnh
Hội chứng Beckwith-Wiedemann
Hội chứng Beckwith-Wiedemann biểu hiện tình trạng phát triển quá mức, có các dấu hiệu và triệu chứng khác ảnh hưởng đến nhiều bộ phận của cơ thể. Ít nhất một nửa số trường hợp mắc hội chứng Beckwith-Wiedemann có nguyên nhân từ những thay đổi trong quá trình methyl hóa vùng IC2. Cụ thể, bản sao vùng IC2 từ mẹ có quá ít nhóm methyl được gắn vào (hypomethyl hóa) làm phá vỡ hoạt động của một số gen được IC2 kiểm soát, bao gồm cả CDKN1C. Bởi vì gen CDKN1C có chức năng hạn chế tế bào phát triển và phân chia, nên khi nó giảm hoạt động sẽ dẫn đến tình trạng phát triển quá mức và các đặc điểm khác của hội chứng Beckwith-Wiedemann.
Trong một số trường hợp, hội chứng Beckwith-Wiedemann lại do mất một đoạn nhỏ ADN tại bản sao vùng IC2 từ mẹ. Giống như quá trình methyl hóa bất thường, mất đoạn làm gián đoạn hoạt động của một số gen bao gồm cả CDKN1C.
Hội chứng Beckwith-Wiedemann cũng có thể do các đột biến tại bản sao gen CDKN1C được di truyền từ mẹ. Hơn hai chục biến thể như vậy đã được xác định. Một số thay đổi này dẫn đến một phiên bản ngắn bất thường, không có chức năng của protein CDKN1C, trong khi những đột biến khác thay đổi các axit amin hoặc xóa một số lượng nhỏ axit amin khỏi protein. Tất cả các biến thể này được mô tả là "mất chức năng" vì chúng thay đổi cấu trúc của protein CDKN1C và khiến nó không còn có thể kiểm soát quá trình tăng trưởng một cách hiệu quả. Trục trặc trong cơ chế điều chỉnh tăng trưởng dẫn đến tình trạng phát triển quá mức và các đặc điểm khác của hội chứng Beckwith-Wiedemann.
Hạn chế tăng trưởng trong tử cung, loạn sản siêu sản, dị sản tuyến thượng thận và dị tật bộ phận sinh dục
Hạn chế phát triển trong tử cung, loạn sản siêu sản, dị sản tuyến thượng thận và dị tật bộ phận sinh dục thường được viết là IMAGe, một hội chứng hiếm gặp ảnh hưởng đến quá trình phát triển của nhiều bộ phận trên cơ thể. Bệnh được đặc trưng bởi tốc độ tăng trưởng chậm trước và sau khi sinh, bất thường về xương, thay đổi nội tiết tố và bất thường bộ phận sinh dục ở nam giới. Các biến thể gen CDKN1C là nguyên nhân gây ra bệnh. Do gen CDKN1C có dấu ấn của người cha, nên hội chứng IMAGe chỉ xuất hiện khi có đột biến trên bản sao di truyền từ mẹ.
Các biến thể gen CDKN1C gây ra hội chứng IMAGe thay thế các axit amin đơn lẻ trong vùng được gọi là vùng liên kết kháng nguyên nhân tế bào tăng sinh (PCNA) gần cuối gen. Những biến thể này dường như làm tăng tính ổn định của protein CDKN1C, ngăn không cho nó bị phá vỡ như bình thường nên làm tăng số lượng protein có sẵn để hạn chế tế bào phát triển và phân chia. Bởi vì những biến thể này tăng cường chức năng thông thường của protein, chúng được mô tả là "tăng chức năng". Protein CDKN1C dư thừa làm suy giảm quá trình phát triển và tăng trưởng bắt đầu từ trước khi sinh, từ đó dẫn đến hội chứng IMAGe.
Các tên gọi khác
- BWCR
- CDN1C_HUMAN
- cyclin-dependent kinase inhibitor 1C
- cyclin-dependent kinase inhibitor 1C (p57, Kip2)
- cyclin-dependent kinase inhibitor p57
- KIP2
- p57
- p57KIP2
References
- Genetic Testing Information. CDKN1C cyclin dependent kinase inhibitor 1C [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved December 14, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1028
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. CYCLIN-DEPENDENT KINASE INHIBITOR 1C; CDKN1C. Retrieved December 14, 2021 from https://omim.org/entry/600856
- U.S National Library of Medicine. CDKN1C gene. Retrieved December 14, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/cdkn1c/