Istantanea
CACNA1A è un gene che contiene le informazioni genetiche necessarie per produrre un fattore di trascrizione e una parte di un canale del calcio. Il gene è espresso principalmente nel cervello ed è fondamentale per diverse funzioni neuronali come la contrazione muscolare, la memoria, l’apprendimento e l’espressione genica. Mutazioni inCACNA1Asono state associate a molteplici disturbi, noti collettivamente comeCACNA1A. Esempi di questi disturbi includono:
- Emicrania emiplegica familiare di tipo 1 (FHM1)
- Atassia episodica di tipo 2 (EA2)
- Atassia spinocerebellare di tipo 6 (SCA6).
Il gene CACNA1A e le funzioni dei suoi prodotti
La maggior parte dei geni nel genoma umano produce una sola proteina (monocistronica). Alcuni geni, tuttavia, sono unici nel senso che producono due proteine dallo stesso DNA . Questi geni sono bicistronici, e CACNA1A ne è un esempio. La prima proteina codificata da CACNA1A è la subunità α 1A. Costituisce la porzione interna di un canale del calcio che consente agli ioni calcio di attraversare la membrana cellulare.
I canali del calcio, insieme ad altri canali ionici, svolgono un ruolo importante nel mantenimento di una differenza di carica elettrica chiamata potenziale di membrana. Le variazioni del potenziale di membrana sono ciò che consente ai neuroni di attivarsi, condurre segnali elettrici e comunicare tra loro.
Gli ioni calcio svolgono anche un ruolo importante nella segnalazione cellulare. Sono coinvolti in meccanismi cellulari come l’espressione genica, la funzione mitocondriale e la morte cellulare. Influenzano anche i percorsi coinvolti nella contrazione muscolare, nel rilascio di neurotrasmettitori e nella secrezione ormonale.
La seconda proteina codificata da CACNA1A è un fattore di trascrizione chiamato α 1ACT. I fattori di trascrizione controllano l’espressione di diversi geni e la funzione di α 1ACT non è stata ampiamente studiata. Tuttavia, la ricerca ha dimostrato che α 1ACT svolge un ruolo importante nello sviluppo precoce delle cellule di Purkinje .
Disturbi correlati a CACNA1A e meccanismi proposti della malattia
Le mutazioni nel gene CACNA1A possono causare molti disturbi, collettivamente chiamati disturbi correlati a CACNA1A . A questi disturbi è associata un’ampia gamma di sintomi, tra cui episodi ricorrenti di nistagmo (movimenti oculari involontari, rapidi e ripetitivi), vertigini ed emicrania, ritardi dello sviluppo, distonia parossistica , atassia e ipotonia.
Si ipotizza che il meccanismo della malattia sia la perdita di funzione o l’acquisizione di una funzione tossica dei canali del calcio CACNA1A. La perdita di funzione è una mutazione genetica che riduce o elimina la capacità del gene di funzionare correttamente, mentre l’acquisizione di funzione tossica si verifica quando un gene acquisisce una funzione che potrebbe essere dannosa per una cellula. Questi canali del calcio sono ricchi nelle cellule di Purkinje e la loro mutazione potrebbe causare la disregolazione degli ioni calcio in entrata e in uscita dalle cellule. Gli ioni calcio svolgono un ruolo fondamentale nella segnalazione neuronale e la loro disregolazione può influenzare tutte le sue funzioni sopra menzionate.
Ad esempio, studi hanno dimostrato che nei modelli murini con mutazioni che causano FHM1, si verifica un maggiore afflusso di calcio nelle cellule. I neuroni vengono attivati più facilmente e i neurotrasmettitori vengono rilasciati più frequentemente, il che potrebbe portare alla comparsa di sintomi della malattia. Studi hanno anche dimostrato che la perdita di canali del calcio nei modelli murini ha causato sintomi di atassia ed epilessia. Nella SCA6, studi hanno dimostrato che α1ACT da solo o espresso al di fuori del gene CACNA1A potrebbe avere effetti tossici nei modelli di topo e di moscerino della frutta. Tuttavia, gran parte del meccanismo della malattia rimane ancora poco chiaro e sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere l’impatto delle mutazioni CACNA1A .
Se desideri saperne di più sul gene CACNA1A , dai un’occhiata a queste risorse di SCAsource , della CACNA1A Foundation , di MedlinePlus e del Children’s Hospital of Philadelphia .
Istantanea Scritto da: Christina Peng
Revisionato da: Asmer Aliyeva
