Gen KCNJ2
Gen KCNJ2 nằm trên nhiễm sắc thể 17, cung cấp hướng dẫn tạo ra kênh kali. Các kênh này vận chuyển ion kali tích điện dương ra khỏi tế bào, chúng giữ vai trò chủ chốt trong khả năng tạo và truyền tín hiệu điện của tế bào.
Chức năng chính
Chức năng của kênh kali phụ thuộc vào các thành phần protein và vị trí của nó trong cơ thể. Kênh được tạo bằng protein KCNJ2 hoạt động trong các cơ vận động (cơ xương) và cơ tim. Trong cơ xương, các kênh này giữ vị trí quan trọng trong mô hình căng cơ (co thắt) và thư giãn để cơ thể di chuyển. Trong tim, chúng liên quan đến cơ chế nạp năng lượng cho cơ tim sau mỗi nhịp tim để duy trì nhịp điệu đều đặn. Kênh được hình thành với protein KCNJ2 cũng có thể tham gia vào quá trình phát triển xương, nhưng vai trò của chúng chưa rõ ràng.
Một phân tử PIP2 phải liên kết với các kênh được tạo bằng protein KCNJ2 để các kênh này hoạt động bình thường. PIP2 kích hoạt kênh ion và giúp chúng luôn mở nhằm cho phép các ion di chuyển qua màng tế bào.
Đột biến gây bệnh
Hội chứng Andersen-Tawil
Hơn 60 đột biến gen KCNJ2 gây ra hội chứng Andersen-Tawil, người bệnh có các biểu hiện đặc trưng gồm các đợt yếu cơ (tê liệt định kỳ), thay đổi nhịp tim (loạn nhịp tim) và bất thường thể chất ảnh hưởng đến khuôn mặt cũng như những bộ phận khác của cơ thể, đầu và tứ chi. Phần lớn các đột biến làm thay đổi một axit amin trong protein KCNJ2.
Đột biến gen KCNJ2 khiến kênh kali không hoạt động. Một số đột biến làm thay đổi hình dạng của kênh để nó không thể vận chuyển các ion kali, trong khi các đột biến khác ngăn không cho kênh được vận chuyển chính xác vào màng tế bào. Nhiều đột biến KCNJ2 ngăn PIP2 liên kết hiệu quả và kích hoạt các kênh kali. Nếu protein KCNJ2 không thể liên kết với PIP2, các kênh vẫn đóng nên ion kali không thể di chuyển qua màng tế bào. Người ta tin rằng liên kết với PIP2 gắp vấn đề chính là nguyên nhân gây ra hội chứng Andersen-Tawil.
Mất chức năng kênh kali trong các tế bào cơ xương và cơ tim làm gián đoạn dòng ion kali bình thường ra khỏi các tế bào này, dẫn đến tình trạng tê liệt định kỳ và nhịp tim không đều. Người ta chưa biết vì sao các đột biến gen KCNJ2 góp phần gây ra những bất thường về thể chất thường thấy trong hội chứng Andersen-Tawil.
Hội chứng QT ngắn
Đột biến gen KCNJ2 cũng có thể gây ra một loại rối loạn nhịp tim gọi là hội chứng QT ngắn (short QT syndrome). Cơ tim của người bệnh mất ít thời gian hơn bình thường để nạp năng lượng giữa các nhịp đập. Thay đổi này làm tăng nguy cơ nhịp tim bất thường có thể gây ngất hoặc đột tử.
Ít nhất hai đột biến gen KCNJ2 gây ra hội chứng QT ngắn trong một số ít gia đình bị ảnh hưởng. Chúng thay đổi các axit amin đơn trong protein KCNJ2, từ đó làm tăng hoạt động của các kênh được tạo ra từ protein này. Do đó, nhiều ion kali chảy ra khỏi tế bào cơ tim vào thời điểm quan trọng trong nhịp tim, điều này có thể dẫn đến nhịp tim không đều.
Xem thêm Hội chứng QT ngắnRung nhĩ gia đình
Các tên gọi khác
- cardiac inward rectifier potassium channel
- HHBIRK1
- HHIRK1
- HIRK1
- inward rectifier K+ channel KIR2.1
- IRK1
- IRK2_HUMAN
- KIR2.1
- LQT7
- potassium channel, inwardly rectifying subfamily J, member 2
- potassium inwardly-rectifying channel J2
- potassium inwardly-rectifying channel, subfamily J, member 2
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. KCNJ2 potassium inwardly rectifying channel subfamily J member 2 [Homo sapiens (human)]. Retrieved April 18, 2023 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/3759/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. POTASSIUM CHANNEL, INWARDLY RECTIFYING, SUBFAMILY J, MEMBER 2; KCNJ2. Retrieved April 18, 2023 from https://omim.org/entry/600681
- National Library of Medicine. KCNJ2 gene. Retrieved April 18, 2023 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/kcnj2/