Sự biểu hiện gen được điều chỉnh chặt chẽ, với nhiều gen thể hiện sự im lặng đặc hiệu của tế bào khi sản phẩm protein của chúng phá vỡ chức năng bình thường của tế bào. Các yếu tố không mã hóa phần lớn kiểm soát sự im lặng này và sự gián đoạn của chúng có thể gây ra bệnh cho con người.
Một vùng của bộ gen ít được chú ý trong di truyền y học đã trở thành nguồn gốc của một căn bệnh hiếm gặp. Một nhóm tại Đại học Exeter đã phát hiện ra những thay đổi di truyền trong một khu vực điều chỉnh chức năng của bộ gen bằng cách bật hoặc tắt gen. Kết quả là, họ đã tìm ra chìa khóa có thể giúp xác định thêm các nguyên nhân gây ra các bệnh hiếm gặp.
Nghiên cứu này là một ví dụ rất bất thường về một căn bệnh gây ra bởi các đột biến bên ngoài bộ gen, khu vực của bộ gen mã hóa các gen. Một gen có tên là HK1 thường không đóng vai trò gì trong mô cơ thể có liên quan, trong trường hợp này là tuyến tụy, lần đầu tiên được phát hiện là bị ảnh hưởng bởi những thay đổi.
Các nhà khoa học tìm kiếm một nguyên nhân di truyền của Tăng insulin bẩm sinh đã đi một con đường phức tạp hơn. Trái ngược với bệnh tiểu đường, tình trạng này khiến tuyến tụy của trẻ tiết ra quá nhiều insulin. Em bé có thể được sinh ra rất lớn và gặp các vấn đề liên quan đến lượng đường trong máu thấp. Nếu bệnh không được điều trị đúng cách, não có thể cạn kiệt các chất dinh dưỡng thiết yếu, dẫn đến mất khả năng học tập hoặc thậm chí tử vong.
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Sarah Flanagan tại Đại học Exeter đứng đầu đã đưa ra câu trả lời và mở ra một phương pháp mới để điều tra nguyên nhân của nhiều căn bệnh hiếm gặp khó nắm bắt.
Tiến sĩ Flanagan giải thích: “Chúng tôi đã phải vật lộn để xác định điều gì đang xảy ra ở 50 phần trăm trẻ sơ sinh này không có nguyên nhân di truyền của Chứng tăng insulin bẩm sinh. Chúng tôi đã tìm kiếm những khiếm khuyết trong gen trong nhiều năm, nhưng nó vẫn khó nắm bắt một cách đáng thất vọng.”
Các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ tiên tiến để giải trình tự bộ gen của 17 cá nhân mắc chứng tăng insulin bẩm sinh. Họ phát hiện ra rằng các biến thể di truyền gây bệnh không xảy ra trong một loại protein mà trong một "công tắc điều tiết", điều quan trọng để bật và tắt một loại protein trong tuyến tụy.
Bệnh nhân mắc chứng tăng insulin bẩm sinh đã bật tuyến tụy 'HK1 do các biến thể di truyền. Thông thường, tuyến tụy sẽ tắt gen tạo ra insulin ngay cả khi lượng đường trong máu Thấp. Tuy nhiên, các nhà khoa học phát hiện ra rằng nó đang hoạt động, nghĩa là nó đang cố gắng giảm lượng đường trong máu xuống mức nguy hiểm. Ý tưởng này đã được hỗ trợ bằng cách kiểm tra một bộ sưu tập mô tụy đặc biệt.
Tiến sĩ Flanagan nói, “Điều vô cùng quan trọng là có thể đưa ra câu trả lời cho các bậc cha mẹ đang rất muốn biết nguyên nhân gây ra tình trạng của con mình. Giờ đây, khi các biến thể HK1 đã được phát hiện, việc giải trình tự bộ gen thông thường ở trẻ em bị bệnh sẽ là phương pháp hoàn hảo để phát hiện chúng khi chẩn đoán lâm sàng, cho phép cải thiện kết quả. Những phát hiện này cũng mở đường cho việc cải thiện điều trị tình trạng này với sự phát triển của các loại thuốc ức chế HK1, và do đó sản xuất insulin, là một khả năng thực sự.
“Thú vị hơn nữa là phương pháp này có tiềm năng giải mã nguyên nhân của các tình trạng di truyền khác. Bây giờ chúng ta biết rằng chúng ta cần xem xét toàn bộ bộ gen để tìm ra những thay đổi di truyền có thể ảnh hưởng đến các công tắc điều tiết. Chúng ta cần tập trung vào các protein bị tắt trong mô cơ quan liên quan đến bệnh tật và nghiên cứu cách thức và lý do chúng bị tắt. Cách tiếp cận đó có thể nhanh chóng thúc đẩy di truyền học và cung cấp câu trả lời cũng như phương pháp điều trị tốt hơn.”
Tạp chí tham khảo:
- Wakeling, MN, Owens, NDL, Hopkinson, JR và cộng sự. Các biến thể không mã hóa phá vỡ yếu tố điều hòa đặc hiệu của mô trong HK1 gây ra chứng tăng insulin bẩm sinh. Gen Gen (Năm 2022). DOI: 10.1038 / s41588-022-01204-x
