基因決定拿金牌？200多種基因與運動能力有關

　　當趙菁跳入第三泳道時，并不是所有人都對她充滿信心。11月14日傍晚，在廣州亞運會女子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。

　　連現場的解說員都反復強調，“趙菁在這個項目上不占優勢”。比賽開始后，前150米，酒井志穗穩穩占據了第一的位置。但在最后50米，趙菁后來居上，不僅拿到了冠軍獎牌，還打破了亞洲紀錄。

　　“真是游得太好了今天！”這個還未滿20歲的湖北姑娘笑著說。

　　她可能并不知道，在遙遠的北京，有科學家正密切關注著賽場上發生的一切。在他們看來，運動員奪得金牌的秘訣，除了勤奮的訓練和科學的方法，或許還有更加神秘的密碼，那就是“運動基因”。

　　科學家已經發現了200多種與運動能力有關的基因

　　有些人仿佛天生就具有運動能力，這一點你沒法回避。比如，10年前在德國柏林誕生的一名新生兒，他所擁有的發達肌肉讓醫生大吃一驚。這位“超級寶貝”4歲時就可以舉起重達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了十多名世界冠軍。

　　人們習慣用“天賦”來解釋一切。但當2000年，耗資30億美元的人類基因組計劃“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2萬多個區域的定位，它們就像人體說明書，同時也是決定身體成長的密碼。

　　運動基因就隱藏在這個龐大而復雜的“密碼庫”中。研究發現，那名嬰兒之所以成為大力神，是因為體內擁有兩種基因的罕見突變，減緩了其體內肌肉生長抑制素的生成。至于“驚艷”，它體內有一種基因突變，可以影響鈉元素進入肌肉細胞的流量，從而使得主人的肌肉收縮快速而充分。

　　“運動基因的研究是一項非常浩大的工程。”北京體育大學科學研究中心教授胡揚感嘆。10年前，他和同事著手研究與長跑比賽相關的耐力基因。

　　他們尋找長跑高手和志愿捐獻基因樣本的普通人。研究人員從實驗對象體內抽出3毫升血液，再從中提取DNA。如同“一小團棉花”般的樣本就被冷凍在零下40攝氏度左右的冰箱里，等待科學家為它們破解運動密碼。

　　一種名為“血管緊張素轉換酶”(ACE)的基因，似乎是開啟耐力大門的鑰匙。這是一種調節血管功能的基因，能夠使人血壓增高或平穩。“這個基因在每個人體內都找得到，卻存在差異。”胡揚解釋說，就好像同樣是鑰匙，一個小小鋸齒的不同，就可能開啟不同的房門。

　　在英國和澳大利亞等國，科學家們都在優秀的自行車或長跑運動員體內發現了這段微小的插入性序列。在中國情況不盡相同，胡揚比對了中國一些長跑運動員和普通人的基因樣本，他發現，這兩組人之間的耐力基因存在微小不同，卻又沒有達到統計學上的顯著差異。“人種和地域都可能造成這種區別，我們必須進行更加仔細的辨認。”他說。

　　相比之下，“輔機動蛋白3”(ACTN3)則是目前科學家研究最早也最為透徹的運動基因。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，為人體提供爆發力，而X型變異則會抑制這種蛋白質的生成。ACTN3基因也因此得名“速度基因”。

　　它的發現者是英國格拉斯哥大學的生物學教授雅尼斯·皮奇拉迪斯。最近10年中，這位英國人大部分時間都待在遙遠的非洲。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派上用場。他的實驗室里存有近千份高水平長跑或短跑運動員的生物學樣本，其中不少是世界冠軍或者世界紀錄保持者，有些已經過世。正是在這些被小心地收藏在實驗室的樣本中，人們發現了速度基因。

　　目前，科學家已經發現了200多種與運動能力有關的基因。它們有的與骨密度和握力相關，有的控制肌肉的供氧能力，有的關系到腿部垂直起跳能力，還有的則與大腿肌肉力量產生聯系。

　　也許一撮頭發和一張試紙就可以告訴父母，剛剛出生的嬰兒會不會奪取多年后的奧運金牌

　　運動基因一直是個極具神秘色彩的話題。

　　有個難以證實的傳聞稱，在中國建造的“人類基因庫”中，收藏著姚明、劉翔等頂級運動員的遺傳資源。

　　“沒有那么神秘，”胡揚向周圍好奇的人澄清，“這是一個特殊人群，就像肥胖人群、糖尿病人群、心臟病人群都應建立基因庫一樣，非常有研究價值。”

　　但商家已經等不及了。美國一家生物科技公司設立了169美元的ACTN3基因檢測服務，家長們可以帶孩子去做這項測試，以便盡早證明他們是否值得花心思練習短跑。

　　日本和德國也正在嘗試啟動運動基因選材的機制。人們甚至在幻想，也許一一撮頭發和一張試紙就可以告訴父母，剛剛出生的嬰兒會不會奪取多年后的奧運金牌。

　　只是在中國，一切都還是未知數。目前，胡揚所在的實驗室只對上百個基因密碼進行了揭秘。

　　對于這位從事運動人體科學研究的教授來說，運動基因標記只不過是與形態學、心理學占有同樣重要位置的運動員選材指標之一，它的重要性在于為傳統的選材方法“提高一點準確率”。

　　國家體育總局科學研究所助理研究員高曉嶙也認為，運動能力由多種基因共同影響。目前，還說不清楚“每種基因在運動能力中占據的比重”。

　　但一種正在悄悄逼近的威脅，使科學家不得不繼續這項復雜的工程，那就是基因興奮劑。根據今年世界反興奮劑機構頒布的《2010年禁用清單》，基因興奮劑被單獨列出，并明令禁止“改變細胞或遺傳元素；使用藥學或生物制劑以改變基因表達”。

　　事實上，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醫學院，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。當研究結果公開發布后，他收到了大量的信件，除了肌肉萎縮患者，還有很多健美運動員和其他項目選手。

　　基因興奮劑帶來了檢測困難。這種興奮劑的原理是通過強化某種基因的表達提高運動能力，想要把這種狡猾的興奮劑從運動員體內識別出來，絕不是僅憑尿檢就可以做到的。

　　更令胡揚等科學家憂慮的是，“被改變的基因表達有可能遺傳給運動員的下一代，這將會產生難以預料的后果”。

　　全世界有幾十億人都擁有速度基因，但他們中的絕大多數都不會站在奧運會的領獎臺

　　不過要是有關運動基因的研究足夠成熟，也許我們就不會心驚膽顫地等待比賽結果了。如果趙菁剛剛出生時就進行了基因檢測，那么解說員也許會更加篤定地提前預告，“別擔心，第三泳道的那個女孩注定是個冠軍”。

　　這是一個充滿爭議的話題。復旦大學哲學系教授、國家人類基因組南方研究中心倫理學主任沈銘賢此前在接受媒體采訪時表示，“基因的評估不應該放在運動員選材中，這是在人為制造基因歧視和等級差別。”

　　但如果聯想到身高是籃球運動員的選拔指標，體操運動員則需要具有良好的柔韌性，競技體育恐怕從一開始就是少數人參與的游戲。在國家體育總局科學研究所研究員常蕓看來，“有基因做參考的選材肯定會更有針對性，也更高效”。

　　那項只需169美元就可以發現短跑天賦的檢測，背后其實藏著一個巨大的秘密。事實上，全世界有幾十億人的ACTN3基因都利于短跑，當然，如你所知道的一樣，他們中的絕大多數都不會站在奧運會的領獎臺。速度基因不可能告訴你誰是下一個短跑冠軍，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，那個來自牙買加的年輕人曾經在雅典奧運會上創造了9.77秒的男子100米世界紀錄。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，他在北京奧運會上打破了男子100米、200米的世界紀錄。

　　但基因對比過后，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，這究竟是因為目前的科學研究并不足以破解如此復雜的運動密碼，還是運動和基因本來也沒有那么緊密的聯系。高曉嶙就堅持認為，運動能力并不只受基因影響，后天環境也占有相當重要的比重。

　　“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。看看毛毛蟲和蝴蝶就知道了：它們的基因是一樣的，但一個會飛，一個只能爬。”

　　趙菁可能也很難算是運動基因的完美范本。這位短發女孩的教練曾經告訴媒體，“沒有哪個游泳運動員肺活量比她還小，所以，她只能用加倍努力來彌補這一缺陷”。 本報記者 趙涵漠