Gen SMN2
Gen SMN2 nằm trên nhiễm sắc thể số 5 mang các hướng dẫn dẫn sản xuất protein tế bào thần kinh vận động sống (SMN). Protein SMN được tìm thấy khắp cơ thể, với hàm lượng cao nhất trong tủy sống. Protein này nằm trong nhóm protein được gọi là phức hợp SMN, rất quan trọng để duy trì các tế bào thần kinh chuyên biệt được gọi là tế bào thần kinh vận động nằm trong tủy sống và phần não được kết nối với tủy sống. Các tế bào thần kinh vận động truyền tín hiệu từ não và tủy sống ra lệnh cho các cơ xương căng (co lại), cho phép cơ di chuyển.
.Chức năng chính
Một số phiên bản khác nhau của protein SMN được tạo ra từ gen SMN2, nhưng chỉ có một phiên bản (gọi là isoform d) có kích thước và chức năng đầy đủ. Các phiên bản khác bé hơn và nhanh chóng bị chia nhỏ. Protein kích thước đầy đủ được tạo ra từ gen SMN2 giống với protein được tạo ra từ một gen tương tự được gọi là SMN1; tuy nhiên, chỉ 10-15% protein SMN được tạo ra từ gen SMN2 (còn lại được tạo ra từ gen SMN1). Thông thường, mọi người có hai bản sao của gen SMN1 và một đến hai bản sao của gen SMN2 trong mỗi tế bào. Tuy nhiên, số lượng bản sao của gen SMN2 khác nhau, với một số người có tới 8 bản sao. Càng có nhiều bản sao gen SMN2 thì càng tạo ra nhiều protein SMN.
Trong tế bào, phức hợp SMN đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý các phân tử ARN thông tin (mARN), được xem như bản thiết kế di truyền để tạo ra protein. mARN bắt đầu như một bản nháp thô rồi trải qua một số bước xử lý để trở thành dạng hoàn thiện cuối cùng. Phức hợp SMN giúp lắp ráp bộ máy tế bào cần thiết để xử lý tiền mARN. Phức hợp SMN cũng rất quan trọng đối với sự phát triển của các tế bào thần kinh được gọi là đuôi gai và sợi trục. Các sợi trục và sợi trục cần thiết cho việc truyền xung động giữa các tế bào thần kinh và từ tế bào thần kinh đến cơ.
Đột biến gây bệnh
Teo cơ tủy
Các bản sao bổ sung của gen SMN2 không gây ra chứng teo cơ tủy, nhưng làm thay đổi mức độ nghiêm trọng của bệnh, được đặc trưng bởi sự thiếu hụt các tế bào thần kinh vận động dẫn đến suy yếu và teo các cơ động dần theo thời gian. Teo cơ tủy có nhiều mức độ nghiêm trọng. Có nhiều dạng teo cơ tủy sống khác nhau về tuổi khởi phát và mức độ hoạt động của cơ; tuy nhiên, có sự chồng chéo giữa các loại. Tất cả người bệnh đều có đột biến ở cả hai bản sao của gen SMN1, nên gen SMN1 không sản xuất hoặc sản xuất rất ít protein. Gen SMN2 có thể giúp thay thế một số protein SMN bị thiếu. Ở những người bị teo cơ tủy, nhiều bản sao của gen SMN2 liên quan đến các đặc điểm ít nghiêm trọng của bệnh phát triển sau này trong cuộc đời. Người bệnh có một hoặc hai bản sao gen SMN2 thường bị yếu cơ nghiêm trọng bắt đầu từ khi sinh hoặc trong thời kỳ sơ sinh. Người có bốn bản sao gen SMN2 trở lên thường bị yếu cơ nhẹ mà có thể không nhận thấy cho đến khi trưởng thành. Các yếu tố khác cũng góp phần vào mức độ nghiêm trọng khác nhau của bệnh.
Sự thiếu hụt protein SMN dẫn đến việc lắp ráp kém hiệu quả bộ máy cần thiết để xử lý tiền mARN. Thiếu mARN trưởng thành và các protein cần thiết cho hoạt động bình thường của tế bào gây tổn hại đến sự phát triển và tồn tại của tế bào thần kinh vận động. Mất tế bào thần kinh vận động dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh teo cơ tủy. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ tại sao những tế bào này lại đặc biệt nhạy cảm với sự sụt giảm protein SMN. Một số kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng thiếu hụt protein SMN làm suy yếu sự hình thành và chức năng của sợi trục và đuôi gai, dẫn đến cái chết của các tế bào thần kinh vận động. Mặc dù cơ chế gây bệnh còn trong vòng nghiên cứu, rõ ràng số lượng bản sao gen SMN2 tăng lên dẫn đến tăng sản xuất protein SMN, giúp cải thiện chức năng và sự tồn tại của tế bào thần kinh vận động, giảm nhẹ triệu chứng bệnh.
Xem thêm Bệnh teo cơ tủy SMACác tên gọi khác
- BCD541
- C-BCD541
- centromeric SMN
- SMN_HUMAN
- SMNC
References
- Genetic Testing Information. SMN2 survival of motor neuron 2, centromeric [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved April 10, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/6607
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. SURVIVAL OF MOTOR NEURON 2; SMN2. Retrieved April 10, 2021 from https://omim.org/entry/601627
- U.S National Library of Medicine. SMN2 gene. Retrieved April 10, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/smn2/