Gen GNA11
Gen GNA11 nằm trên nhiễm sắc thể số 19, cung cấp hướng dẫn tạo ra tiểu đơn vị alpha (α) của phức hợp protein liên kết nucleotide guanin (protein G). Mỗi protein G bao gồm ba tiểu đơn vị alpha, beta và gamma. Cụ thể hơn, protein Gα11 tạo ra từ gen GNA11 là tiểu đơn vị alpha của một protein G tên là G11.
Chức năng chính
Trong quá trình truyền tín hiệu, các protein G kích hoạt mạng lưới tín hiệu phức tạp tác động đến nhiều chức năng của tế bào. Protein G11 nắm nhiều vai trò trong tế bào. Nó kết hợp với một protein khác gọi là thụ thể cảm nhận canxi (Calcium-Sensing Receptor - CaSR) để điều khiển quá trình điều chỉnh nồng độ canxi trong máu. Các protein CaSR trong tế bào thận và tế bào tuyến cận giáp cảm nhận mức canxi tới hạn trong máu, sau đó, protein CaSR kích thích các tiểu đơn vị G11 bao gồm cả Gα11 gửi tín hiệu ngăn chặn cơ chế làm tăng lượng canxi huyết. Cụ thể hơn, tín hiệu này ngăn chặn sản xuất và giải phóng hormone tuyến cận giáp. Hormone tuyến cận giáp tăng cường giải phóng canxi vào máu, vì vậy ngăn chặn hormone này sẽ cản trở quá trình giải phóng canxi. Thận có chức năng lọc chất lỏng và các chất thải trong cơ thể, đồng thời tái hấp thu chất dinh dưỡng cần thiết và trả chúng trở lại máu, do đó tín hiệu G11 ngăn chặn tái hấp thu canxi từ các chất lỏng đã lọc.
Tín hiệu G11 cũng tham gia vào quá trình tăng trưởng và phân chia, tự hủy (apoptosis) của tế bào trong các mô khắp cơ thể, bao gồm cả ở mắt, da, tim và não.
Đột biến gây bệnh
Hạ canxi máu di truyền trội
Ít nhất năm đột biến gen GNA11 gây ra chứng hạ canxi huyết di truyền trội loại 2 (autosomal dominant hypocalcemia type 2). Bệnh có biểu hiện đặc trưng bởi lượng canxi trong máu thấp (giảm canxi huyết). Đột biến làm thay đổi các axit amin trong Gα11. Những thay đổi di truyền này gọi là đột biến kích hoạt vì tiểu đơn vị alpha bị thay đổi trở nên hoạt động quá mức, nên nó gửi tín hiệu dừng gia tăng nồng độ canxi ngay cả khi mức canxi rất thấp. Do đó, nồng độ canxi trong máu thấp bất thường, gây ra tình trạng hạ canxi huyết. Hạ canxi huyết có thể gây cứng cơ và co giật, mặc dù khoảng một nửa số người bệnh không có vấn đề sức khỏe liên quan.
Bởi vì tín hiệu Gα11 hoạt động quá mức ngăn chặn sản xuất hormone tuyến cận giáp, nồng độ hormone này trong máu có thể thấp bất thường được gọi là suy tuyến cận giáp. Do đó, hạ canxi huyết di truyền trội còn được gọi là suy tuyến cận giáp di truyền trội trên nhiễm sắc thể thường.
Xem thêm Hạ canxi máu di truyền trộiUng thư
Các đột biến gen gây ra chứng giảm canxi huyết di truyền trội được kế thừa và có mặt trong mọi tế bào của cơ thể (đột biến dòng mầm). Tuy nhiên, một số đột biến gen không được di truyền mà lại phát sinh trong quá trình sống của một người. Những thay đổi này được gọi là đột biến soma, chúng chỉ có mặt trong một số tế bào nhất định. Đột biến soma trong gen GNA11 đã được tìm thấy trong các khối u ung thư trong mắt được gọi là u sắc tố màng bồ đào (uveal melanoma). Những khối u này xảy ra tại phần có màu của mắt (mống mắt) hoặc trong các mô liên quan được gọi là thể mi và màng mạch (gọi chung là là màng bồ đào). Ít phổ biến hơn, đột biến gen GNA11 liên quan đến một loại ung thư da được gọi là u xanh (blue nevus) vì màu xanh đặc trưng. Loại tăng trưởng này thường không phải ung thư. Các đột biến gen GNA11 kích hoạt, dẫn đến sản xuất một phiên bản protein Gα11 hoạt động quá mức, từ đó kích thích các tế bào hắc tố tăng sinh không kiểm soát trong màng bồ đào hoặc trong da.
Người bị u sắc tố màng bồ đào hoặc u xanh dường như có nồng độ canxi trong máu bình thường, người mắc chứng rối loạn nồng độ canxi liên quan GNA11 di truyền dường như không có nguy cơ phát triển một trong những loại khối u này.
Các vấn đề khác
Đột biến dòng mầm gen GNA11 cũng liên quan đến một tình trạng khác dẫn đến nồng độ canxi bất thường. Những thay đổi di truyền làm suy giảm tín hiệu Gα11 gây ra tình trạng tăng canxi huyết gia đình loại 2. Trái ngược với giảm canxi huyết di truyền trội, tình trạng này đặc trưng bởi mức canxi huyết cao (tăng canxi huyết) và lượng canxi trong nước tiểu thấp (giảm canxi niệu). Do tín hiệu Gα11 chặn giải phóng hormone tuyến cận giáp bị suy giảm, nồng độ canxi trong máu tăng cao, dẫn đến tăng canxi huyết. Người bệnh thường không có triệu chứng liên quan đến tình trạng này.
Các tên gọi khác
- FBH
- FBH2
- FHH2
- guanine nucleotide binding protein (G protein), alpha 11 (Gq class)
References
- Genetic Testing Information. GNA11 G protein subunit alpha 11 [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved July 5, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/2767
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. GUANINE NUCLEOTIDE-BINDING PROTEIN, ALPHA-11; GNA11. Retrieved July 5, 2022 from https://omim.org/entry/139313
- National Library of Medicine. GNA11 gene. Retrieved July 5, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/gna11/