Gen WFS1
Gen WFS1 nằm trên nhiễm sắc thể 4, cung cấp hướng dẫn tạo ra protein wolframin. Wolframin dường như có chức năng điều chỉnh lượng canxi trong tế bào. Cân bằng canxi rất quan trọng với nhiều chức năng của tế bào, bao gồm giao tiếp giữa tế bào, hoạt động co cơ và quá trình xử lý protein. Protein wolframin hiện diện trong nhiều mô khác nhau, vd như tuyến tụy, não, tim, xương, cơ, phổi, gan và thận.
Chức năng chính
Trong tế bào, wolframin nằm trong màng của lưới nội chất. Trong số nhiều hoạt động, lưới nội chất gấp và chỉnh sửa các protein mới hình thành để chúng có hình dạng 3 chiều chính xác cho hoạt động bình thường. Lưới nội chất cũng vận chuyển protein và các phân tử khác đến nhiều vị trí trong tế bào hoặc bề mặt tế bào. Wolframin tham gia công đoạn gấp nếp protein và hỗ trợ hoạt động của lưới nội chất bằng cách điều chỉnh nồng độ canxi. Trong tuyến tụy, wolframin có thể gấp một tiền chất protein của insulin (proinsulin) thành hormone trưởng thành. Tại tai trong, wolframin duy trì nồng độ thích hợp của ion canxi hoặc các hạt tích điện khác cần thiết cho thính giác.
Đột biến gây bệnh
Hội chứng Wolfram
Ít nhất 200 đột biến gen WFS1 gây ra hội chứng Wolfram. Người bệnh bị thiếu insulin dẫn đến tăng mức đường huyết (tiểu đường), thoái hóa dây thần kinh mang thông tin từ mắt đến não (teo quang) và một số đặc điểm khác liên quan đến đường tiết niệu, não và thính giác. Thông thường, cần có đột biến xảy ra tại cả hai bản sao của gen WFS1 trong mỗi tế để gây ra hội chứng Wolfram. Một số đột biến xóa hoặc chèn các đoạn ADN trong gen WFS1, khiến cho wolframin không có chức năng được tạo ra. Đột biến khác thay đổi các axit amin trong protein wolframin, từ đó làm giảm hoạt động của protein. Do đó, nồng độ canxi trong tế bào mất cân bằng và mạng lưới nội chất không hoạt động bình thường.
Nếu lưới nội chất không hoạt động, tế bào sẽ tự hủy (apoptosis). Các tế bào chết trong tuyến tụy, đặc biệt tế bào tạo ra insulin (tế bào beta), gây ra bệnh đái tháo đường. Tế bào dọc theo dây thần kinh thị giác chết dần cuối cùng dẫn đến mù lòa. Tế bào trong các hệ thống cơ thể khác chết đi có thể gây ra nhiều các dấu hiệu và triệu chứng của hội chứng Wolfram.
Xem thêm Hội chứng WolframMất thính giác không hội chứng
Hơn 30 đột biến gen WFS1 gây ra một dạng mất thính giác không do triệu chứng gọi là DFNA6. Người bệnh bị mất thính lực mà không có các dấu hiệu và triệu chứng liên quan đến những bộ phận khác của cơ thể. Họ không thể nghe thấy âm trầm (âm thanh tần số thấp), vd như âm thanh từ kèn tuba hoặc chữ "m". Đa phần đột biến gen WFS1 thay đổi các axit amin được sử dụng để tạo ra wolframin. Các đột biến gen WFS1 có thể tạo ra protein wolframin có hình dạng 3 chiều khác bình thường với chức năng thay đổi. Người ta cho các tế bào tại tai trong mất đi cùng với hoạt động gián đoạn của các tế bào trong phần não chịu trách nhiệm về thính giác dẫn đến mất triệu chứng mất thính giác. Các nhà nghiên cứu cũng cho rằng chất wolframin bị biến đổi làm xáo trộn cân bằng canxi tại tai trong, từ đó gây trở ngại cho thính lực.
Các vấn đề khác
Một số biến thể gen WFS1 gây ra một hội chứng giống Wolfram, người bệnh mất thính giác tiến triển và teo thị giác dẫn đến mất thị lực thường bắt đầu từ tuổi vị thành niên. Một số người bệnh cũng phát triển bệnh đái tháo đường. Những đặc điểm này phổ biến trong hội chứng Wolfram và hội chứng giống Wolfram được coi là một phiên bản nhẹ của tình trạng đó.
Hội chứng giống Wolfram do một biến thể gen WFS1 trong mỗi tế bào gây ra. Những biến thể này thay thế các axit amin đơn lẻ trong protein wolframin, khiến protein giảm chức năng. Do đó, tế bào chết đi, đặc biệt các tế bào dọc theo dây thần kinh thị giác, tế bào tại tai trong và tế bào beta trong tuyến tụy. Mất các tế bào này góp phần tạo nên các đặc điểm của hội chứng giống Wolfram. Bản sao thứ hai của gen WFS1 không có biến thể tạo ra wolframin bình thường. Sự hiện diện của một số wolframin bình thường trong mỗi tế bào có thể giải thích tại sao hội chứng giống Wolfram ít nghiêm trọng hơn hội chứng Wolfram.
Các tên gọi khác
- DFNA14
- DFNA38
- DFNA6
- DIDMOAD
- WFRS
- WFS
- WFS1_HUMAN
- Wolfram syndrome 1 (wolframin)
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. WFS1 wolframin ER transmembrane glycoprotein [Homo sapiens (human)]. Retrieved March 08, 2023 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/7466/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. WOLFRAMIN ER TRANSMEMBRANE GLYCOPROTEIN; WFS1. Retrieved March 08, 2023 from https://omim.org/entry/606201
- National Library of Medicine. WFS1 gene. Retrieved March 08, 2023 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/wfs1/