基因決定拿金牌？200多種基因與運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)

　　當(dāng)趙菁跳入第三泳道時(shí)，并不是所有人都對(duì)她充滿信心。11月14日傍晚，在廣州亞運(yùn)會(huì)女子200米仰泳的決賽上，日本選手酒井志穗被視為奪冠熱門人物，她今年的最好成績比趙菁快了接近3秒。

　　連現(xiàn)場(chǎng)的解說員都反復(fù)強(qiáng)調(diào)，“趙菁在這個(gè)項(xiàng)目上不占優(yōu)勢(shì)”。比賽開始后，前150米，酒井志穗穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)了第一的位置。但在最后50米，趙菁后來居上，不僅拿到了冠軍獎(jiǎng)牌，還打破了亞洲紀(jì)錄。

　　“真是游得太好了今天！”這個(gè)還未滿20歲的湖北姑娘笑著說。

　　她可能并不知道，在遙遠(yuǎn)的北京，有科學(xué)家正密切關(guān)注著賽場(chǎng)上發(fā)生的一切。在他們看來，運(yùn)動(dòng)員奪得金牌的秘訣，除了勤奮的訓(xùn)練和科學(xué)的方法，或許還有更加神秘的密碼，那就是“運(yùn)動(dòng)基因”。

　　科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多種與運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)的基因

　　有些人仿佛天生就具有運(yùn)動(dòng)能力，這一點(diǎn)你沒法回避。比如，10年前在德國柏林誕生的一名新生兒，他所擁有的發(fā)達(dá)肌肉讓醫(yī)生大吃一驚。這位“超級(jí)寶貝”4歲時(shí)就可以舉起重達(dá)3公斤的啞鈴。

　　還有一匹名叫“驚艷”的短跑型賽馬。1974年，這匹馬獲得了全年齡段世界錦標(biāo)賽冠軍，這是它所屬的馬種第一次獲得世界冠軍。它繁衍的后代中也出現(xiàn)了十多名世界冠軍。

　　人們習(xí)慣用“天賦”來解釋一切。但當(dāng)2000年，耗資30億美元的人類基因組計(jì)劃“工作框架圖”完成后，生命似乎有了一種全新的解析方式。DNA中含有基因的2萬多個(gè)區(qū)域的定位，它們就像人體說明書，同時(shí)也是決定身體成長的密碼。

　　運(yùn)動(dòng)基因就隱藏在這個(gè)龐大而復(fù)雜的“密碼庫”中。研究發(fā)現(xiàn)，那名嬰兒之所以成為大力神，是因?yàn)轶w內(nèi)擁有兩種基因的罕見突變，減緩了其體內(nèi)肌肉生長抑制素的生成。至于“驚艷”，它體內(nèi)有一種基因突變，可以影響鈉元素進(jìn)入肌肉細(xì)胞的流量，從而使得主人的肌肉收縮快速而充分。

　　“運(yùn)動(dòng)基因的研究是一項(xiàng)非常浩大的工程。”北京體育大學(xué)科學(xué)研究中心教授胡揚(yáng)感嘆。10年前，他和同事著手研究與長跑比賽相關(guān)的耐力基因。

　　他們尋找長跑高手和志愿捐獻(xiàn)基因樣本的普通人。研究人員從實(shí)驗(yàn)對(duì)象體內(nèi)抽出3毫升血液，再從中提取DNA。如同“一小團(tuán)棉花”般的樣本就被冷凍在零下40攝氏度左右的冰箱里，等待科學(xué)家為它們破解運(yùn)動(dòng)密碼。

　　一種名為“血管緊張素轉(zhuǎn)換酶”(ACE)的基因，似乎是開啟耐力大門的鑰匙。這是一種調(diào)節(jié)血管功能的基因，能夠使人血壓增高或平穩(wěn)�！斑@個(gè)基因在每個(gè)人體內(nèi)都找得到，卻存在差異�！焙鷵P(yáng)解釋說，就好像同樣是鑰匙，一個(gè)小小鋸齒的不同，就可能開啟不同的房門。

　　在英國和澳大利亞等國，科學(xué)家們都在優(yōu)秀的自行車或長跑運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了這段微小的插入性序列。在中國情況不盡相同，胡揚(yáng)比對(duì)了中國一些長跑運(yùn)動(dòng)員和普通人的基因樣本，他發(fā)現(xiàn)，這兩組人之間的耐力基因存在微小不同，卻又沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異�！叭朔N和地域都可能造成這種區(qū)別，我們必須進(jìn)行更加仔細(xì)的辨認(rèn)。”他說。

　　相比之下，“輔機(jī)動(dòng)蛋白3”(ACTN3)則是目前科學(xué)家研究最早也最為透徹的運(yùn)動(dòng)基因。這種基因的R型變異可能讓人體生成一種存在于快肌纖維中的蛋白質(zhì)，為人體提供爆發(fā)力，而X型變異則會(huì)抑制這種蛋白質(zhì)的生成。ACTN3基因也因此得名“速度基因”。

　　它的發(fā)現(xiàn)者是英國格拉斯哥大學(xué)的生物學(xué)教授雅尼斯·皮奇拉迪斯。最近10年中，這位英國人大部分時(shí)間都待在遙遠(yuǎn)的非洲。在埃塞俄比亞、肯尼亞和牙買加，他“隨便在咖啡館都能碰見一個(gè)田徑天才”。

　　為此，這位教授總是隨身攜帶著棉簽和密封袋，好在遇到田徑高手時(shí)派上用場(chǎng)。他的實(shí)驗(yàn)室里存有近千份高水平長跑或短跑運(yùn)動(dòng)員的生物學(xué)樣本，其中不少是世界冠軍或者世界紀(jì)錄保持者，有些已經(jīng)過世。正是在這些被小心地收藏在實(shí)驗(yàn)室的樣本中，人們發(fā)現(xiàn)了速度基因。

　　目前，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多種與運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)的基因。它們有的與骨密度和握力相關(guān)，有的控制肌肉的供氧能力，有的關(guān)系到腿部垂直起跳能力，還有的則與大腿肌肉力量產(chǎn)生聯(lián)系。

　　也許一撮頭發(fā)和一張?jiān)嚰埦涂梢愿嬖V父母，剛剛出生的嬰兒會(huì)不會(huì)奪取多年后的奧運(yùn)金牌

　　運(yùn)動(dòng)基因一直是個(gè)極具神秘色彩的話題。

　　有個(gè)難以證實(shí)的傳聞稱，在中國建造的“人類基因庫”中，收藏著姚明、劉翔等頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員的遺傳資源。

　　“沒有那么神秘，”胡揚(yáng)向周圍好奇的人澄清，“這是一個(gè)特殊人群，就像肥胖人群、糖尿病人群、心臟病人群都應(yīng)建立基因庫一樣，非常有研究價(jià)值�！�

　　但商家已經(jīng)等不及了。美國一家生物科技公司設(shè)立了169美元的ACTN3基因檢測(cè)服務(wù)，家長們可以帶孩子去做這項(xiàng)測(cè)試，以便盡早證明他們是否值得花心思練習(xí)短跑。

　　日本和德國也正在嘗試啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)基因選材的機(jī)制。人們甚至在幻想，也許一一撮頭發(fā)和一張?jiān)嚰埦涂梢愿嬖V父母，剛剛出生的嬰兒會(huì)不會(huì)奪取多年后的奧運(yùn)金牌。

　　只是在中國，一切都還是未知數(shù)。目前，胡揚(yáng)所在的實(shí)驗(yàn)室只對(duì)上百個(gè)基因密碼進(jìn)行了揭秘。

　　對(duì)于這位從事運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究的教授來說，運(yùn)動(dòng)基因標(biāo)記只不過是與形態(tài)學(xué)、心理學(xué)占有同樣重要位置的運(yùn)動(dòng)員選材指標(biāo)之一，它的重要性在于為傳統(tǒng)的選材方法“提高一點(diǎn)準(zhǔn)確率”。

　　國家體育總局科學(xué)研究所助理研究員高曉嶙也認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)能力由多種基因共同影響。目前，還說不清楚“每種基因在運(yùn)動(dòng)能力中占據(jù)的比重”。

　　但一種正在悄悄逼近的威脅，使科學(xué)家不得不繼續(xù)這項(xiàng)復(fù)雜的工程，那就是基因興奮劑。根據(jù)今年世界反興奮劑機(jī)構(gòu)頒布的《2010年禁用清單》，基因興奮劑被單獨(dú)列出，并明令禁止“改變細(xì)胞或遺傳元素；使用藥學(xué)或生物制劑以改變基因表達(dá)”。

　　事實(shí)上，這些興奮劑原本是用于治療病人的藥物。在美國霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院，一位教授長期研究肌肉萎縮癥的治療方法。病人受到這種疾病的折磨，全身的肌肉都在慢慢萎縮，失去力量，甚至可能因呼吸道肌肉萎縮窒息而死。

　　教授成功地研究出了一種抑制“肌肉生成抑制素”基因活性的藥物。當(dāng)研究結(jié)果公開發(fā)布后，他收到了大量的信件，除了肌肉萎縮患者，還有很多健美運(yùn)動(dòng)員和其他項(xiàng)目選手。

　　基因興奮劑帶來了檢測(cè)困難。這種興奮劑的原理是通過強(qiáng)化某種基因的表達(dá)提高運(yùn)動(dòng)能力，想要把這種狡猾的興奮劑從運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)識(shí)別出來，絕不是僅憑尿檢就可以做到的。

　　更令胡揚(yáng)等科學(xué)家憂慮的是，“被改變的基因表達(dá)有可能遺傳給運(yùn)動(dòng)員的下一代，這將會(huì)產(chǎn)生難以預(yù)料的后果”。

　　全世界有幾十億人都擁有速度基因，但他們中的絕大多數(shù)都不會(huì)站在奧運(yùn)會(huì)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)

　　不過要是有關(guān)運(yùn)動(dòng)基因的研究足夠成熟，也許我們就不會(huì)心驚膽顫地等待比賽結(jié)果了。如果趙菁剛剛出生時(shí)就進(jìn)行了基因檢測(cè)，那么解說員也許會(huì)更加篤定地提前預(yù)告，“別擔(dān)心，第三泳道的那個(gè)女孩注定是個(gè)冠軍”。

　　這是一個(gè)充滿爭(zhēng)議的話題。復(fù)旦大學(xué)哲學(xué)系教授、國家人類基因組南方研究中心倫理學(xué)主任沈銘賢此前在接受媒體采訪時(shí)表示，“基因的評(píng)估不應(yīng)該放在運(yùn)動(dòng)員選材中，這是在人為制造基因歧視和等級(jí)差別。”

　　但如果聯(lián)想到身高是籃球運(yùn)動(dòng)員的選拔指標(biāo)，體操運(yùn)動(dòng)員則需要具有良好的柔韌性，競(jìng)技體育恐怕從一開始就是少數(shù)人參與的游戲。在國家體育總局科學(xué)研究所研究員常蕓看來，“有基因做參考的選材肯定會(huì)更有針對(duì)性，也更高效”。

　　那項(xiàng)只需169美元就可以發(fā)現(xiàn)短跑天賦的檢測(cè)，背后其實(shí)藏著一個(gè)巨大的秘密。事實(shí)上，全世界有幾十億人的ACTN3基因都利于短跑，當(dāng)然，如你所知道的一樣，他們中的絕大多數(shù)都不會(huì)站在奧運(yùn)會(huì)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。速度基因不可能告訴你誰是下一個(gè)短跑冠軍，它充其量只能告訴你絕不可能成為短跑冠軍。

　　在非洲尋找田徑天才的皮奇拉迪斯收集到阿薩法·鮑威爾的基因樣本，那個(gè)來自牙買加的年輕人曾經(jīng)在雅典奧運(yùn)會(huì)上創(chuàng)造了9.77秒的男子100米世界紀(jì)錄。后來，皮奇拉迪斯又找到了田徑界最新的寵兒尤塞恩·博爾特，他在北京奧運(yùn)會(huì)上打破了男子100米、200米的世界紀(jì)錄。

　　但基因?qū)Ρ冗^后，皮奇拉迪斯大失所望，“我的一名研究生甚至比鮑威爾和博爾特更適合短跑�！�

　　人們并不清楚，這究竟是因?yàn)槟壳暗目茖W(xué)研究并不足以破解如此復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)密碼，還是運(yùn)動(dòng)和基因本來也沒有那么緊密的聯(lián)系。高曉嶙就堅(jiān)持認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)能力并不只受基因影響，后天環(huán)境也占有相當(dāng)重要的比重。

　　“基因不是在真空中起作用的，”一位研究者十分坦率，“基因是很有彈性的，可以被激活，也可以失去活性�？纯疵�毛蟲和蝴蝶就知道了：它們的基因是一樣的，但一個(gè)會(huì)飛，一個(gè)只能爬。”

　　趙菁可能也很難算是運(yùn)動(dòng)基因的完美范本。這位短發(fā)女孩的教練曾經(jīng)告訴媒體，“沒有哪個(gè)游泳運(yùn)動(dòng)員肺活量比她還小，所以，她只能用加倍努力來彌補(bǔ)這一缺陷”。 本報(bào)記者 趙涵漠