Gen MAP2K1
Gen MAP2K1 nằm trên nhiễm sắc thể 15, cung cấp hướng dẫn tạo ra một protein gọi là MEK1 protein kinase. Protein này là một phần của đường tín hiệu RAS/MAPK, có chức năng truyền các tín hiệu hóa học từ bên ngoài tế bào đến nhân tế bào. Tín hiệu RAS/MAPK giúp kiểm soát quá trình phát triển và phân chia tế bào, quá trình tế bào trưởng thành để thực hiện các chức năng cụ thể (biệt hóa), di chuyển tế bào và quá trình tự hủy của tế bào (apoptosis).
Chức năng chính
Protein kinase MEK1 dường như rất quan trọng với quá trình phát triển bình thường trước khi sinh và tồn tại sau khi sinh.
Đột biến gây bệnh
Hội chứng cardiofaciocutaneous
Ít nhất 13 đột biến gen MAP2K1 được xác định ở những người mắc hội chứng cardiofaciocutaneous. Bệnh ảnh hưởng đến nhiều bộ phận của cơ thể, đặc biệt là tim, các đặc điểm trên khuôn mặt, da và tóc.
Các đột biến gen MAP2K1 gây ra hội chứng da tim là đột biến dòng mầm nên chúng hiện diện trong các tế bào khắp cơ thể. Mỗi đột biến làm thay đổi một axit amin trong protein kinase MEK1, khiến protein được kích hoạt bất thường dẫn đến gián đoạn đường tín hiệu RAS/MAPK (vốn được điều chỉnh chặt chẽ trong nhiều loại tế bào). Tín hiệu bị thay đổi cản trở quá trình phát triển bình thường của nhiều cơ quan và mô, dẫn đến các đặc điểm đặc trưng của hội chứng cardiofaciocutaneous.
Xem thêm Hội chứng cardiofaciocutaneousBệnh nến xương
Ít nhất ba đột biến gen MAP2K1 gây ra bệnh nến xương (melorheostosis), đặc trưng bởi sự phát triển bất thường của mô xương mới trên bề mặt của xương hiện có. Xương mới có đặc điểm "sáp nến nhỏ giọt" hoặc chảy trên phim chụp X-quang.
Các đột biến liên quan đến bệnh melorheostosis là soma, xảy ra trong quá trình sống của một người và chỉ hiện diện trong một số tế bào nhất định, trong trường hợp này là các tế bào xương tại một khu vực của cơ thể. Đột biến làm thay đổi các axit amin đơn trong protein kinase MEK1, dẫn đến một phiên bản protein hoạt động quá mức làm tăng tín hiệu RAS/MAPK trong mô xương, từ đó phá vỡ quy định tăng sinh tế bào xương và cho phép xương mới phát triển bất thường. Các nghiên cứu cho thấy tăng tín hiệu RAS/MAPK cũng kích thích quá trình tái tạo xương dư thừa, một quá trình bình thường trong đó xương cũ bị phá vỡ và xương mới được tạo ra để thay thế. Những thay đổi này trong sự phát triển và chu chuyển của xương làm cơ sở cho các bất thường về xương đặc trưng của bệnh nến xương.
Hội chứng LEOPARD
Ít nhất một đột biến gen MAP2K1 được phát hiện là nguyên nhân gây ra hội chứng LEOPARD hay còn gọi là hội chứng Noonan với nhiều nốt sần (Noonan syndrome with multiple lentigines). Bệnh có biểu hiện đặc trưng bởi nhiều đốm da nâu (da sần sùi), dị tật tim, vóc dáng thấp bé, ngực lõm hoặc nhô ra và các dị biệt trên khuôn mặt.
Đột biến gen MAP2K1 được xác định là đột biến dòng mầm thay thế axit amin glutamic bằng glycine tại vị trí 102 (Glu102Gly hoặc E102G) trong protein kinase MEK1. Thay đổi này có thể tăng kích hoạt tín hiệu RAS/MAPK trong các tế bào khắp cơ thể, từ đó cản trở quá trình phát triển bình thường của nhiều cơ quan và mô, dẫn đến biểu hiện đặc trưng của hội chứng LEOPARD.
Người ta vẫn chưa rõ tại sao đột biến E102G gây ra hội chứng hội chứng LEOPARD và các đột biến dòng mầm khác trong gen MAP2K1 lại dẫn đến nhiều triệu chứng khác nhau, như hội chứng mặt-da-tim (cardiofaciocutaneous syndrome).
Xem thêm Hội chứng LEOPARDTế bào sinh bào Langerhans
Ung thư phổi
Hội chứng Noonan
Các loại ung thư khác
Đột biến gen MAP2K1 cũng hiện diện trong một số dạng ung thư. Giống như đột biến gây ra bệnh nến xương, các đột biến liên quan đến ung thư trong gen này là soma, chúng chỉ xảy ra tại các tế bào ung thư. Đột biến soma gen MAP2K1 đã được báo cáo trong một số dạng ung thư tế bào máu (bệnh bạch cầu và ung thư hạch), ung thư phổi và một dạng ung thư da gọi là ung thư hắc tố. Những thay đổi di truyền dẫn đến một protein kinase MEK1 hoạt động quá mức làm gia tăng kích hoạt tín hiệu RAS/MAPK trong một số mô, từ đó cho phép tế bào phát triển và phân chia quá nhanh, cuối cùng dẫn đến khối u ung thư.
Các tên gọi khác
- Dual Specificity Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase 1
- ERK Activator Kinase 1
- MAP Kinase Kinase 1
- MAPK/ERK kinase 1
- MAPKK1
- MEK-1
- MEK-1 Protein Kinase
- MEK1
- MKK-1 Protein Kinase
- MKK1
- MKK1 Protein Kinase
- MP2K1_HUMAN
- PRKMK1
- protein kinase, mitogen-activated, kinase 1 (MAP kinase kinase 1)
References
- Genetic Testing Information. MAP2K1 mitogen-activated protein kinase kinase 1 [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved January 25, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/5604
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. MITOGEN-ACTIVATED PROTEIN KINASE KINASE 1; MAP2K1. Retrieved January 25, 2022 from https://omim.org/entry/176872
- U.S National Library of Medicine. MAP2K1 gene. Retrieved January 25, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/map2k1/