Gen PAX3
Gen PAX3 nằm trên nhiễm sắc thể 2, thuộc họ gen PAX3—nắm vai trò quan trọng trong giai đoạn phôi thai hình thành các mô và cơ quan. Họ gen PAX cũng rất cần thiết để duy trì chức năng bình thường của một số tế bào sau khi sinh. Các gen PAX cung cấp các hướng dẫn tạo ra protein liên kết vào một số khu vực của ADN để kiểm soát hoạt động của những gen tương ứng. Do đó, protein PAX được gọi là yếu tố phiên mã.
Chức năng chính
Trong quá trình phát triển phôi, gen PAX3 hoạt động trong các tế bào mào thần kinh. Những tế bào này di chuyển từ tủy sống đang phát triển đến một số vùng trong phôi, nơi chúng tạo ra nhiều loại tế bào khác nhau. Protein được tạo ra từ gen PAX3 chỉ đạo hoạt động của các gen khác báo hiệu tế bào mào thần kinh trở thành các loại tế bào chuyên biệt như một số mô thần kinh và tế bào sản xuất sắc tố được gọi là tế bào hắc tố. Tế bào hắc tố tạo ra melanin—sắc tố góp phần tạo nên màu da, tóc và mắt. Melanin cũng tham gia vào hoạt động bình thường của tai trong.
Các nghiên cứu cho thấy protein PAX3 cũng cần thiết cho quá trình phát triển bình thường của xương mặt và hộp sọ, những nơi khác trong cơ thể và mô cơ (myogenesis).
Đột biến gây bệnh
Hội chứng Waardenburg
Các biến thể (đột biến) gen PAX3 gây ra hội chứng Waardenburg, người bệnh bị mất thính giác và đổi màu sắc (sắc tố) của tóc, da và mắt. Biến thể gen PAX3 có thể gây ra hội chứng Waardenburg loại I và III.
Một số biến thể thay đổi các axit amin đơn trong protein PAX3, trong khi các biến thể khác dẫn đến một phiên bản protein PAX3 nhỏ bất thường. Người ta tin rằng tất cả biến thể gen PAX3 đều hoạt động giống nhau bằng cách ngăn không cho protein PAX3 liên kết với ADN để điều chỉnh hoạt động của các gen khác. Do đó, tế bào hắc tố không phát triển tại một số vùng da, tóc, mắt và tai trong, dẫn đến biểu hiện mất thính giác và mất sắc tố loang lổ. Ngoài ra, protein PAX3 mất chức năng làm gián đoạn quá trình phát triển của một số xương và cơ, từ đó tạo ra bất thường cánh tay và bàn tay của hội chứng Waardenburg loại III.
Xem thêm Hội chứng WaardenburgHội chứng tay-điếc-sọ-mặt
Ít nhất một biến thể gen PAX3 gây ra hội chứng tay-điếc-sọ-mặt (craniofacial-deafness-hand syndrome). Người bệnh có khuôn mặt dị biệt, giảm thính lực sâu và các bất thường cơ tay. Biến thể Asn47Lys (hoặc N47K) thay thế duy nhất axit amin asparagin bằng lysine tại vị trí 47 trong protein PAX3. Biến thể này dường như ảnh hưởng đến khả năng liên kết của protein PAX3 với ADN, nên protein PAX3 không thể kiểm soát hoạt động của các gen khác và không thể chỉ đạo tế bào mào thần kinh hình thành những mô chuyên biệt. Các tế bào mào thần kinh chưa biệt hóa dẫn đến biểu hiện bất thường xương sọ, mô thần kinh và cơ trong hội chứng tay-điếc-sọ-mặt.
Xem thêm Hội chứng tay-điếc-sọ-mặtUng thư
Chuyển vị gen PAX3 liên quan đến một loại ung thư mô cơ được gọi là u cơ vân phế nang (alveolar rhabdomyosarcoma) thường xảy ra trên thanh thiếu niên. Thay đổi di truyền này là đột biến soma, nó không di truyền mà chỉ xảy ra trong các tế bào phát sinh ung thư. Chuyển vị hợp nhất gen PAX3 với một gen khác, phổ biến nhất là gen FOXO1A (còn gọi là FKHR) trên nhiễm sắc thể số 13. Protein được tạo ra từ gen PAX3-FOXO1A có khả năng tăng cường kích hoạt các gen liên quan đến quá trình sinh cơ và có thể cản trở cái chết tế bào. Do đó, tế bào cơ có thể phát triển mất kiểm soát rồi dẫn đến ung thư mô cơ.
Chuyển vị soma liên quan gen PAX3 cũng tham gia trong một dạng ung thư mũi và xoang được gọi là sarcoma xoang mũi kiểu hai hình cầu (biphenotypic sinonasal sarcoma). Loại ung thư này thường xảy ra tại tuổi trưởng thành và phổ biến với phụ nữ hơn nam giới. Chuyển vị liên quan đến sarcoma xoang mũi kiểu hai cầu kết hợp gen PAX3 với một gen khác, thường gặp nhất là gen MAML3 trên nhiễm sắc thể số 4. Protein dung hợp hoạt động quá mức và kích hoạt bất thường các gen liên quan đến quá trình phát triển của cấu trúc trong mũi và xoang. Do đó, tế bào trong các cấu trúc này có thể phát triển mất kiểm soát rồi hình thành khối u.
Các tên gọi khác
- CDHS
- HUP2
- paired box gene 3 (Waardenburg syndrome 1)
- paired box homeotic gene 3
- paired domain gene 3
- paired domain gene HuP2
- PAX3/FKHR fusion gene
- PAX3_HUMAN
- WS1
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. PAX3 paired box 3 [Homo sapiens (human)]. Retrieved November 29, 2023 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/5077/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. RHABDOMYOSARCOMA 2; RMS2. Retrieved November 29, 2023 from https://omim.org/entry/268220
- National Library of Medicine. PAX3 gene. Retrieved November 29, 2023 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/pax3/