Gen DYNC2H1
Gen DYNC2H1 nằm trên nhiễm sắc thể 11, cung cấp hướng dẫn tạo ra protein tham gia hình thành nên các lông mao.
Chức năng chính
Lông mao là những cấu trúc rất nhỏ, chúng có hình dạng giống ngón tay nhô ra khỏi bề mặt tế bào. Lông mao tham gia vào đường tín hiệu nội bào và tương tác giữa các tế bào nhằm đảm bảo tính thống nhất trong các mô và cơ quan. Ngoài ra, hoạt động của lông mao còn liên quan đến quá trình phát triển của xương, tuy nhiên cơ chế chưa rõ ràng.
Cấu trúc lông mao được duy trì nhờ vào hoạt động của phức hợp vận chuyển nội bào (Intraflagellar Transport - IFT). Quá trình chuyển động hai chiều của phức hợp vận chuyển nội bào vận chuyển các protein dọc theo chiều dài lông mao. Dynein-2 sử dụng năng lượng từ ATP để vận chuyển các chất trong cấu trúc IFT.
Phức hợp dynein-2 cần thiết cho hoạt động điều chỉnh đường tín hiệu Sonic Hedgehog. Trong phôi thai, Sonic Hedgehog kiểm soát quá trình phát triển, trưởng thành và biệt hóa của tế bào. Từ đó protein IFT-A định hình cấu trúc bình thường của các bộ phận trong cơ thể. Tuy nhiên, cơ chế hoạt động của protein này trong phôi vẫn chưa rõ ràng.
Đột biến gây bệnh
Loạn sản ngực gây ngạt
Hơn 50 đột biến gen DYNC2H1 gây ra chứng loạn sản ngực gây ngạt. Người bệnh xuất hiện các triệu chứng phổ biến bao gồm lồng ngực nhỏ gây nghẹt thở, quá trình phát triển xương bất thường, ngực nhỏ, xương sườn, tay và chân ngắn.
Hơn nửa trường hợp bệnh loạn sản ngực gây ngạt do đột biến gen DYNC2H1 gây ra. Phần lớn đột biến DYNC2H1 thay đổi axit amin đơn, nên phức hợp dynein-2 thay đổi chức năng hoặc bất hoạt. Thiếu dynein-2 làm gián đoạn quá trình vận chuyển tín hiệu từ các đầu của lông mao và giảm chức năng của toàn bộ phức hợp vận chuyển nội bào. Quá trình lắp ráp và duy trì cấu trúc lông mao giảm nên số lượng lông mao ít hơn và có hình dạng bất thường. Mặc dù cơ chế gây bệnh chưa rõ ràng, số lượng lông mao ít có thể cản trở quá trình phát triển của xương và các mô khác, do đó các triệu chứng của chứng loạn sản ngực gây ngạt xuất hiện.
Ngoài ra, một số nhà nghiên cứu cho rằng gián đoạn hoạt động vận chuyển nội bào có thể ngăn cản tín hiệu qua con đường Sonic Hedgehog, từ đó dẫn đến bất thường trong quá trình phát trưởng xương. Một số bệnh nhân còn gặp thêm vấn đề tại thận, gan, võng mạc và các mô khác. Tuy nhiên, đột biến gen DYNC2H1 thường chỉ giới hạn trong các vấn đề phát triển xương.
Xem thêm Loạn sản ngực gây ngạtCác vấn đề khác
Đột biến gen DYNC2H1 cũng gây ra các rối loạn phát triển xương khác bao gồm đa xương sườn ngắn loại II (còn được gọi là hội chứng Majewski ) và đa xương sườn ngắn loại III (còn được gọi là hội chứng Verma-Naumoff hay hội chứng Saldino-Noonan). Người bệnh xuất hiện các triệu chứng tương tự như chứng loạn sản ngực gây ngạt với các biểu hiện lâm sàng như lồng ngực hẹp và xương sườn ngắn. Tuy nhiên, hai hội chứng này có xu hướng nghiêm trọng hơn chứng loạn sản ngực gây ngạt nên bệnh nhân thường gây tử vong trước hoặc ngay sau sinh.
Khoảng 10 đột biến gen DYNC2H1 được phát hiện trên bệnh nhân mắc đa xương sườn ngắn loại II và ít nhất 4 đột biến được phát hiện trên bệnh nhân mắc đa xương sườn ngắn loại III. Những đột biến di truyền này làm suy giảm chức năng của phức hợp dynein-2 và phá vỡ cấu trúc IFT trong lông mao tương tự như các đột biến gây ra chứng loạn sản ngực gây ngạt. Tuy cơ chế gây bệnh giống nhau, mức độ ảnh hưởng của đột biến gen DYNC2H1 lại nghiêm trọng hơn các đột biến khác. Hiện nay, người ta vẫn chưa tìm ra nguyên nhân cho sự khác biệt này.
Các tên gọi khác
- DHC1b
- DHC2
- DYH1B
- dynein, cytoplasmic 2, heavy chain 1
- hdhc11
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. DYNC2H1 dynein cytoplasmic 2 heavy chain 1 [Homo sapiens (human)]. Retrieved October 13, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/79659/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. DYNEIN, CYTOPLASMIC 2, HEAVY CHAIN 1; DYNC2H1. Retrieved October 13, 2022 from https://omim.org/entry/603297
- National Library of Medicine. DYNC2H1 gene. Retrieved October 13, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/dync2h1/