Gen GJB2 là gì? Đây là gen nằm trên nhiễm sắc thể số 13 cung cấp hướng dẫn sản xuất một loại protein liên kết được gọi là connexin 26 hay “tiếp giáp khoảng trống beta 2”. Cùng tìm hiểu cụ thể về chức năng và những ảnh hưởng của gen GJB2 thông qua bài viết dưới đây nhé!

Mục lục nội dung:

Chức năng của gen GJB2

Connexin 26 xuất hiện trong các tế bào khắp cơ thể, đặc biệt là ốc tai, một cấu trúc giống như hình con ốc ở tai trong. Để thính giác của một người hoạt động bình thường, sóng âm thanh cần được chuyển đổi thành các xung thần kinh điện.

Quá trình chuyển đổi này liên quan đến nhiều cơ chế, bao gồm duy trì nồng độ ổn định của các ion kali ở tai trong. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng các kênh được tạo bởi gen GJB2 giúp duy trì nồng độ chính xác của các ion kali. Một nghiên cứu khác đã cho rằng một số tế bào trong ốc tai cần connexin 26 để trưởng thành.

Connexin 26 cũng có trong da và tham gia vào quá trình phát triển, trưởng thành và ổn định của lớp ngoài cùng của da (lớp biểu bì).

Các tên gọi khác của gen GJB2

CX26
CXB2_humman
DFNA3
DFNB1
Gap junction protein, beta 2, 26kDa
NSRD1

Gen GJB2 ảnh hưởng tới các bệnh lý nào?

Hội chứng Bart – Pumphrey

Đã có ít nhất hai đột biến trong gen GJB2 được tìm thấy ở những người mắc hội chứng Bart-Pumphrey, đặc trưng là móng tay chuyển màu trắng (leukoplakia), da dày ở lòng bàn tay và lòng bàn chân (da sần sùi ở góc lòng bàn tay và lòng bàn chân ), và trên các khớp ngón tay và ngón chân nổi mụn nước, mất thính giác.

Đột biến trong gen GJB2 gây ra hội chứng Bart-Pumphrey thay thế axit amin glycine ở vị trí 59 của protein bằng serine (Gly59Ser hoặc G59S) hoặc axit amin asparagine ở vị trí 54 của protein bằng lysine (Asn54Lys hoặc N54K).

Protein bị biến đổi làm rối loạn chức năng của connexin 26 trong tế bào, gây rối loạn quá trình chuyển sóng âm thanh thành xung thần kinh, ảnh hưởng đến sự phát triển của da và giảm thính lực.

Bệnh vảy cá – hystrix kèm theo điếc

Ít nhất một đột biến gen GJB2 đã được xác định ở những bệnh nhân mắc bệnh vảy cá giống hystrix (HID) kèm theo bị điếc, có đặc điểm là da khô, có vảy (ichthyosis) và mất thính giác nghiêm trọng. Đột biến này thay thế axit amin aspartate bằng asparagine ở vị trí 50 của protein (Asp50Asn hoặc D50N), khiến kênh liên tục rò rỉ ion, làm tế bào suy yếu và chết nhanh chóng. Tế bào chết ở da và tai trong có thể là nguyên nhân gây ra các dấu hiệu và triệu chứng của HID.

Do đột biến D50N cũng có thể gây ra hội chứng viêm giác mạc – vảy cá – điếc (KID), nên nhiều nhà nghiên cứu đã kết hợp hội chứng KID và HID, được gọi là KID/HID. Không rõ tại sao một số người bị đột biến này có vấn đề về mắt và những người khác thì không.

Hội chứng viêm giác mạc – vảy cá – điếc

Có ít nhất chín đột biến gen GJB2 đã được xác định ở những bệnh nhân mắc hội chứng viêm giác mạc – vảy cá- điếc (KID), phổ biến nhất trong số đó là đột biến D50N, cũng xảy ra ở các loài cá vảy nến bị điếc. Hội chứng KID được đặc trưng bởi viêm giác mạc, các mảng đỏ khô và dày, da có vảy và điếc.

Đột biến gen GJB2 gây ra hội chứng KID làm thay đổi một axit amin duy nhất trong connexin 26, khiến kênh liên tục rò rỉ ion, dẫn đến suy yếu tế bào và tế bào chết nhanh chóng. Tế bào chết ở da và tai trong có thể là nguyên nhân gây điếc và bệnh vảy cá trong hội chứng KID. Người ta chưa chứng minh được đột biến gen GJB2 ảnh hưởng đến mắt như thế nào.

Mất thính giác không hội chứng

Các nhà nghiên cứu đã xác định được hơn 100 đột biến gen GJB2 gây ra tình trạng mất thính giác không hội chứng, khi tình trạng mất thính lực không liên quan đến các dấu hiệu và triệu chứng khác. Những đột biến này gây ra hai dạng mất thính giác không hội chứng, bao gồm DFNB1 và DFNA3.

DFNB1 được di truyền theo kiểu lặn trên nhiễm sắc thể thường và yêu cầu hai bản sao gen GJB2 đột biến trên mỗi tế bào. Dạng bệnh này chiếm khoảng một nửa trong số tất cả các trường hợp mất thính lực không hội chứng. Bệnh được đặc trưng bởi tình trạng mất thính giác từ nhẹ đến nặng xảy ra trước khi trẻ học nói và không trầm trọng hơn theo thời gian.

Một số đột biến dẫn đến việc xóa hoặc chèn các cặp base trong hoặc gần gen GJB2 trong DFNB1. Đột biến phổ biến nhất ở nhiều quần thể, đặc biệt là những người có tổ tiên ở Bắc Âu, là đột biến mất đoạn ở vị trí cặp base 35 của gen GJB2 (35delG).

Ở các quần thể người châu Á, đột biến xóa cặp base ở vị trí 235 (235delC) là phổ biến. Một đột biến xóa cặp base duy nhất ở vị trí 167 (167delT) là phổ biến ở những người có nguồn gốc Do Thái ở Đông Âu (Ashkenazi). Ít phổ biến hơn, các đột biến thay thế một cặp base này bằng một cặp base khác hoặc xoá mất một đoạn DNA gần gen.

Đột biến trong gen GJB2 gây ra DFNB1 được mô tả là “mất chức năng” vì chúng dẫn đến sự thay đổi hoặc vô hiệu hóa connexin 26, dường như làm gián đoạn quá trình lắp ráp hoặc chức năng của các điểm nối trong liên kết. Ở tai trong, các điểm nối bất thường hoặc khiếm khuyết làm thay đổi nồng độ kali, từ đó ảnh hưởng đến chức năng và sự tồn tại của các tế bào cần thiết cho thính giác.

DFNA3 được di truyền theo kiểu trội trên nhiễm sắc thể thường, vì vậy chỉ một bản sao của gen GJB2 bị đột biến trên mỗi tế bào là đủ để gây bệnh. Hình thức mất thính lực này có thể xảy ra trước hoặc sau khi trẻ bắt đầu học nói. Mất thính giác có thể từ nhẹ đến nặng và có thể trở nên tồi tệ hơn theo thời gian, đặc biệt ảnh hưởng đến khả năng nghe âm thanh tần số cao.

Đột biến GJB2 gây ra DFNA3 bằng cách thay thế một axit amin trong connexin 26. Đột biến này được mô tả là “âm tính trội” vì nó dẫn đến một phiên bản bất thường của connexin 26, ngăn không cho bất kỳ điểm nối khoảng cách nào được hình thành. Mất các kênh này ảnh hưởng đến chức năng và sự tồn tại của các tế bào ở tai trong cần thiết cho thính giác.

Dày sừng lòng bàn tay, bàn chân kèm theo điếc

Ít nhất chín đột biến GJB2 đã được xác định ở những bệnh nhân bị điếc và dày sừng lòng bàn tay. Nó được đặc trưng bởi mất thính giác và da dày lên bất thường ở lòng bàn tay và lòng bàn chân. Đột biến trong gen GJB2 làm thay đổi một axit amin đơn trong connexin 26, phá vỡ chức năng của connexin 26 trong tế bào và ảnh hưởng đến hoạt động của các connexin khác. Cuối cùng, chúng ảnh hưởng đến sự phát triển của da và giảm thính lực bằng cách làm gián đoạn quá trình chuyển đổi sóng âm thanh thành xung thần kinh.

Hội chứng Vohwinkel

Ít nhất ba đột biến trong gen GJB2 đã được xác định ở những bệnh nhân mắc hội chứng Vohwinkel, được đặc trưng bởi mất thính giác và các bất thường về da. Ngoài các mảng da bất thường còn xuất nhiều dải mô xơ mọc xung quanh ngón tay và ngón chân của bệnh nhân, ngăn chặn lưu lượng máu đến khớp, dẫn đến việc cụt chi tự nhiên.

Đột biến trong gen GJB2 làm thay đổi một axit amin đơn trong connexin 26, phá vỡ chức năng của connexin 26 trong tế bào và ảnh hưởng đến hoạt động của các connexin khác. Cuối cùng, chúng ảnh hưởng đến sự phát triển của da và giảm thính lực do làm gián đoạn quá trình chuyển đổi sóng âm thanh thành xung thần kinh.

Nguồn tham khảo

Genetic Testing Information. GJB2 gap junction protein beta 2 [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved February 11, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/2706
Catalog of Genes and Diseases from OMIM. GAP JUNCTION PROTEIN, BETA-2; GJB2. Retrieved February 11, 2022 from https://omim.org/entry/121011
U.S National Library of Medicine. GJB2 gene. Retrieved December February 11, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/gjb2/