Gen COL11A2
Gen COL11A2 nằm trên nhiễm sắc thể 6, cung cấp hướng dẫn tạo ra chuỗi pro-alpha2 (XI)—một phần của collagen loại XI. Collagen là các phân tử cung cấp cấu trúc và sức mạnh cho các mô liên kết hỗ trợ cơ, khớp, các cơ quan và da của cơ thể. Collagen loại XI thường có mặt trong trong sụn—mô cứng nhưng linh hoạt tạo nên phần lớn khung xương trong giai đoạn phát triển ban đầu. Phần lớn sụn sau đó được chuyển thành xương, ngoại trừ phần sụn bao bọc và bảo vệ các đầu xương, sụn trong mũi và tai ngoài. Collagen loại XI được tạo ra từ chuỗi pro-alpha2 (XI) cũng là một phần của tai trong và nhân tủy—phần trung tâm của đĩa đệm giữa các đốt sống.
Chức năng chính
Collagen khởi đầu là các phân tử procollagen giống như sợi dây, mỗi phân tử được tạo thành từ ba chuỗi. Chuỗi pro-alpha2 (XI) kết hợp với chuỗi collagen pro-alpha1 (XI) và pro-alpha1 (II) tạo thành phân tử procollagen ba sợi. Sau đó, procollagen được xử lý bởi các enzyme để tạo ra collagen trưởng thành. Các phân tử collagen trưởng thành tự sắp xếp thành các sợi dài và mỏng tạo thành các tương tác ổn định (liên kết chéo) với nhau trong không gian giữa các tế bào (chất nền ngoại bào). Các liên kết chéo hình thành nên những sợi collagen loại XI vững chãi.
Collagen loại XI cũng duy trì khoảng cách và chiều rộng (đường kính) của phân tử collagen loại II. Collagen loại II là một thành phần quan trọng của sụn trưởng thành. Vị trí và kích thước của các sợi collagen loại II tạo nên cấu của các mô này.
Đột biến gây bệnh
Fibrochondrogenesis
Ít nhất hai đột biến gen COL11A2 gây ra chứng fibrochondrogenesis loại 2, người bệnh bị rối loạn phát triển xương nghiêm trọng và mất thính giác. Trẻ sơ sinh mắc chứng fibrochondrogenesis loại 2 có lồng ngực rất hẹp, nên phổi không thể phát triển bình thường. Đa số trẻ chết lưu hoặc tử vong ngay sau khi sinh do suy hô hấp, mặc dù một số trẻ sống sót qua thời thơ ấu.
Các đột biến gen COL11A2 dẫn đến một phiên bản bất thường của chuỗi pro-alpha2 (XI). Khi được kết hợp vào các phân tử collagen, chuỗi bất thường này tạo ra collagen loại XI bị lỗi. Collagen bất thường làm suy yếu các mô liên kết, do đó quá trình hình thành xương trong toàn bộ khung xương bị suy giảm cùng với các vấn đề về thính giác liên quan đến tai trong.
Mất thính giác không hội chứng
Các đột biến gen COL11A2 xuất hiện tại những người bị mất thính giác không liên quan đến các dấu hiệu và triệu chứng khác. Các đột biến này có thể gây ra hai dạng mất thính giác không phải do rối loạn âm thanh bao gồm DFNA13 và DFNB53.
DFNA13 được di truyền theo kiểu trội trên nhiễm sắc thể thường, nên chỉ cần một bản sao đột biến của gen COL11A2 trong mỗi tế bào để gây ra bệnh. Dạng mất thính lực này khởi phát từ thời thơ ấu hoặc thanh thiếu niên. Bệnh được phân loại là sau ngôn ngữ vì nó bắt đầu sau khi trẻ học nói.
Người bệnh dạng DFNA13 mang ít nhất hai đột biến gen COL11A2. Cả hai đột biến này đều thay đổi một axit amin trong chuỗi pro-alpha2 (XI) của collagen loại XI. Chúng làm xáo trộn cấu trúc của collagen loại XI—thành phần quan trọng trong cấu trúc và chức năng của tai trong.
DFNB53 được di truyền theo kiểu lặn trên nhiễm sắc thể thường, nên cần cả hai bản sao của gen COL11A2 đều bị đột biến trong mỗi tế bào. Trẻ bỉ mất thính giác nghiêm trọng trước khi nói.
Ít nhất ba đột biến gen COL11A2 gây ra dạng DFNB53. Mỗi đột biến thay đổi một axit amin duy nhất trong chuỗi pro-alpha2 (XI) của collagen loại XI. Collagen loại XI bị thay đổi cấu trúc nên nó giảm khả năng tương tác với các protein khác.
Loạn sản otospondylomegaepiphyseal
Ít nhất 14 đột biến gen COL11A2 gây ra chứng loạn sản otospondylomegaepiphyseal (OSMED). Người bệnh có các đặc điểm như bất thường xương, khuôn mặt dị biệt và mất thính giác nghiêm trọng. Những dấu hiệu và triệu chứng này tương tự như hội chứng Weissenbacher-Zweymüller và hội chứng Stickler loại III. Trong một số trường hợp, khó phân biệt những bệnh lý này. Một số nhà nghiên cứu tin rằng chúng đại diện cho một bệnh lý đơn lẻ với một loạt các dấu hiệu và triệu chứng.
Đa số đột biến gen COL11A2 dẫn đến một phiên bản ngắn bất thường của chuỗi pro-alpha2 (XI), nên chuỗi này không được kết hợp vào các phân tử collagen loại XI. Collagen khiếm khuyết làm suy giảm sự phát triển bình thường của một số mô, bao gồm cả xương và tai trong.
Hội chứng Stickler
Hội chứng Weissenbacher-Zweymüller
Ít nhất một đột biến gen COL11A2 liên quan đến hội chứng Weissenbacher-Zweymüller. Người bệnh bị rối loạn phát triển xương với các biểu hiện đặc trưng như bất thường xương, mất thính giác và khuôn mặt dị biệt. Những dấu hiệu và triệu chứng này tương tự như OSMED và hội chứng Stickler loại III.
tương tự như các đột biến khác gây ra OSMED, đột biến này dẫn đến collagen loại XI bị lỗi. Collagen bất thường làm suy yếu sự phát triển bình thường của một số mô, bao gồm cả xương và tai trong.
Xem thêm Hội chứng Weissenbacher-ZweymüllerCác tên gọi khác
- collagen type XI alpha 2
- collagen, type XI, alpha 2
- HKE5
- PARP
- STL3
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. COL11A2 collagen type XI alpha 2 chain [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved August 16, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1302/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. COLLAGEN, TYPE XI, ALPHA-2; COL11A2. Retrieved August 16, 2022 from https://omim.org/entry/120290
- National Library of Medicine. COL11A2 gene. Retrieved August 16, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/col11a2/