Gen GNAS
Gen GNAS nằm trên nhiễm sắc thể số 20, cung cấp hướng dẫn tạo ra tiểu đơn vị alpha của phức hợp protein liên kết nucleotide guanin (protein G). Mỗi protein G bao gồm ba protein được gọi là tiểu đơn vị alpha, beta và gamma.
Chức năng chính
Trong quá trình truyền tín hiệu, các protein G kích hoạt mạng lưới các đường tín hiệu phức tạp điều chỉnh hoạt động của các hormone, cuối cùng tác động đến nhiều chức năng của tế bào. Tiểu đơn vị từ gen GNAS sản xuất ra protein G giúp kích thích hoạt động của enzyme adenylate cyclase. Enzyme này tham gia kiểm soát quá trình sản xuất một số hormone điều chỉnh hoạt động của các tuyến nội tiết như tuyến giáp, tuyến yên, buồng trứng, tinh hoàn và tuyến thượng thận. Adenylate cyclase cũng đóng vai trò quan trọng trong các con đường tín hiệu giúp điều chỉnh sự phát triển của xương. Bằng cách này, enzyme ngăn cản cơ thể sản xuất mô xương ở vị trí không đúng chỗ (xương ngoài tử cung).
Đột biến gây bệnh
Hội chứng McCune-Albright
Ít nhất ba đột biến gen GNAS được xác định ở những người mắc hội chứng McCune-Albright ảnh hưởng đến xương, da và một số mô sản xuất hormone. Những đột biến này dẫn đến một phiên bản bất thường của protein G khiến enzyme adenylate cyclase được bật liên tục, dẫn đến sản xuất quá mức một số hormone gây ra các dấu hiệu và triệu chứng của hội chứng McCune-Albright.
Hội chứng McCune-Albright có nguyên nhân do đột biến soma không di truyền. Thay vì được truyền từ cha mẹ sang con cái, các đột biến soma phát sinh trong quá trình sống của một người và chỉ hiện diện trong một số tế bào nhất định. Hội chứng McCune-Albright gây ra bởi một đột biến ngẫu nhiên trên gen GNAS xảy ra rất sớm trong quá trình phát triển, dẫn đến một số tế bào có phiên bản bình thường của gen GNAS, trong khi các tế bào khác có phiên bản đột biến. Hiện tượng này gọi là thể khảm. Mức độ nghiêm trọng và biểu hiện của bệnh phụ thuộc vào số lượng và vị trí của các tế bào có gen GNAS đột biến.
Xem thêm Hội chứng McCune-AlbrightTăng sản thượng thận macronodular nguyên phát
Ít nhất hai đột biến trên gen GNAS được xác định ở những người bị tăng sản tuyến thượng thận nguyên phát (primary macronodular adrenal hyperplasia) gây ra nhiều khối u hình thành trong tuyến thượng thận (các tuyến sản xuất hormone nhỏ nằm trên đầu mỗi quả thận). Những nốt này làm tuyến thượng thận mở rộng (tăng sản) dẫn đến sản xuất hormone cortisol ở mức cao hơn bình thường. Cortisol giúp duy trì lượng đường trong máu, bảo vệ cơ thể khỏi căng thẳng thể chất và ngăn chặn viêm. Nồng độ cortisol tăng có thể dẫn đến tăng cân ở mặt và phần trên cơ thể, da mỏng, mất xương, mệt mỏi và các vấn đề sức khỏe khác.
Các đột biến gen GNAS tạo ra một protein G hoạt động quá mức, có thể làm tăng nồng độ adenylate cyclase dẫn đến sản sinh quá mức một hợp chất khác gọi là AMP vòng (cAMP). cAMP dư có thể kích hoạt tế bào phát triển bất thường và dẫn đến các nốt thượng thận đặc trưng của bệnh.
Như trong hội chứng McCune-Albright, đột biến gen GNAS gây tăng sản thượng thận macronodular nguyên phát là đột biến soma xảy ra sớm trong quá trình phát triển phôi thai. Tế bào mang gen GNAS đột biến có thể được tìm thấy ở cả hai tuyến thượng thận.
Dị sản xương tiến triển
Ít nhất 14 đột biến gen GNAS được xác định ở những người mắc chứng dị sản xương tiến triển (progressive osseous heteroplasia). Người thường thừa hưởng một bản sao mỗi gen từ mẹ và một bản sao từ cha. Đối với hầu hết các gen, cả hai bản sao đều hoạt động hoặc được "bật" trong tất cả các tế bào. Tuy nhiên, với một nhóm nhỏ gen, chỉ một trong hai bản sao hoạt động. Trong những gen này, chỉ bản sao được thừa kế từ cha có hoạt động, trong khi đối với các gen khác chỉ bản sao từ mẹ mới làm việc. Hiện tượng gen được kích hoạt tùy theo nguồn gốc được gọi là in dấu bộ gen.
Gen GNAS có mô hình in dấu bộ gen phức tạp. Ở một số bộ phận của cơ thể, bản sao gen của người mẹ hoạt động, trong khi ở những bộ phận khác, bản sao của người cha hoạt động. Bệnh dị sản xương tiến triển do một số đột biến nhất định ảnh hưởng đến bản sao gen từ người cha. Những đột biến này phá vỡ chức năng của protein G và làm suy giảm khả năng điều chỉnh quá trình tạo xương, dẫn đến sản sinh mô xương ở da và cơ ngoài tử cung được thấy trong bệnh dị sản xương tiến triển.
Ung thư đường mật
Các vấn đề khác
Các đột biến tại gen GNAS cũng gây ra chứng loạn dưỡng xương di truyền Albright (Albright hereditary osteodystrophy) đặc trưng bởi tầm vóc thấp, béo phì, ngón tay và ngón chân ngắn bất thường (brachydactyly), phát triển ngoài tử cung của mô xương dưới da và các bất thường khác về xương. Khi một đột biến gây bệnh được di truyền từ mẹ, người bệnh thường kèm theo khả năng kháng nhiều loại hormone (bệnh giả tuyến cận giáp loại Ia, hoặc PHPIa). Một đột biến di truyền từ cha có thể gây bệnh mà không kèm vấn đề nội tiết, gọi là bệnh giả tuyến cận giáp (pseudopseudohypoparathyroidism).
Các đột biến soma trên gen GNAS được tìm thấy trong các khối u của các tuyến nội tiết và trong các tổn thương dạng sợi (loạn sản) xảy ra ở xương. Những đột biến này dẫn đến một protein G hoạt động quá mức, làm tế bào phát triển bất thường. Bởi vì các tế bào có đột biến không phổ biến trong cơ thể như trong hội chứng McCune-Albright, sự phát triển bất thường chỉ giới hạn trong một tuyến hoặc tổn thương dạng sợi cụ thể.
Các tên gọi khác
- ADENYLATE CYCLASE STIMULATORY PROTEIN, ALPHA SUBUNIT
- adenylate cyclase-stimulating G alpha protein
- AHO
- C20orf45
- dJ309F20.1.1
- dJ806M20.3.3
- GNAS1
- GNAS1_HUMAN
- GNASXL
- GPSA
- Gs, ALPHA SUBUNIT
- GSA
- GSP
- guanine nucleotide binding protein (G protein), alpha stimulating activity polypeptide 1
- guanine nucleotide regulatory protein
- MGC33735
- NESP
- NESP55
- NEUROENDOCRINE SECRETORY PROTEIN 55
- PHP1A
- PHP1B
- POH
- SCG6
- secretogranin VI
- SgVI
- STIMULATORY G PROTEIN
References
- Genetic Testing Information. GNAS GNAS complex locus [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved October 14, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/2778
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. GNAS COMPLEX LOCUS; GNAS. Retrieved October 14, 2021 from https://omim.org/entry/139320
- U.S National Library of Medicine. GNAS gene. Retrieved October 14, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/gnas/