【南方都市报】宋艳斌教授解读基因和运动能力的关系

下一个苏炳添在哪 测测基因就知？
研究发现超过200个基因跟运动能力有关，但究竟如何起作用仍待研究

 2012年英国伦敦奥运会上，苏炳添(右)在男子100米半决赛上遇到博尔特。C FP供图

    上周最大的体育新闻，应该是广东仔苏炳添成功地用9 .99秒跑完了100米。如果不算某西亚国家开外挂引进非洲归化选手的特殊情况，他是第一个在合理、合法、合风速要求的情况下，用不到10秒跑完100米的亚洲人、黄种人。

    “人们的运动能力如爆发力、持久力、耐力、平衡力、心理素质，其实都和微观层面的基因表达有关。”南方医科大学基因工程研究所教授宋艳斌表示，“以前挑选运动员时，往往是看小苗子的块头、骨骼、肌肉和同龄组中的优异情况，现在其实可以加入基因层面的分析，将成功运动员的特殊基因进行测序，找到关键的运动相关基因后，今后有望通过基因筛查的方式，发现下一个苏炳添。”

    但其他专家认为，这些基因究竟是如何起作用的、在多大程度上能提高人的运动能力还有待研究。宋艳斌也指出，运动天赋并非是单基因或几个基因起决定性因素，它始终是一个综合因素的结果。

    基因研究发现啥

    和耐力相关的CKMM和ACE基因

    得益于现代医学对人体基因图谱的全面测绘，目前医学界已知的人类基因超过2.3万个，其中不同人之间的基因相似度超过99 .9%.而关键的0 .1%的基因差异，让人类表现出了千差万别的外貌和特长。

    科学研究发现，超过200个基因变体跟人的运动能力有关。南方医科大学基因工程研究所教授宋艳斌表示，具体到人类的运动功能，一般会首先分析运动员结构上的区分，比如骨骼、肌肉情况；再细分一点，就是了解运动员的红肌纤维和白肌纤维的比例，不同的比例决定了运动员更适合短跑还是长跑。

    基础医学领域通过对不同选手的基因进行测序发现，至少在优秀的中长跑运动员体内发现了两组以上基因和其优异成绩有关。

    比如CKMM基因，这家伙在骨骼肌内的表达能够在肌球蛋白内生成高浓度的ATP（三磷酸腺苷），高浓度的ATP基本就等同于人体的核动力驱动器，普通靠“汽油”或“电力”支撑运动的人，和“核动力”比耐力，那结果可想而知。

    此外，基因专家还发现优秀耐力运动员的ACE基因也呈现异于常人的表达。研究表明，ACE基因的I变体携带者比非携带者更可能成功攀登8000米以上高峰。目前在尼泊尔加德满都山谷，I变体存在于94%的夏尔巴人体内，然而同一地区的其他种族，仅仅有45%-70%的人携带这种变体。

    和速度相关的ACTN3基因

    而对于爆发力强大的运动选手，研究发现其往往在ACTN3这个基因上有着异样的表达。比如黑色人种中，该基因的表达就表现为最强的双R性基因编码，而白色人种、黄色人种中，类似的特质基因在人群中的发现率远低于黑色人种。

    被称为ACTN3的基因，是某一种蛋白质的代码，它只存在于快肌纤维中，并负责产生爆发力和速度，几乎所有被测定的男性奥林匹克短跑选手都有这个基因。2005年，澳大利亚科学家一项研究表明，人口中大约有20%的人在ACTN3的基因中隐藏了一种变异，从而阻止蛋白质被复制。澳大利亚体育学院研究人员在一组优秀田径运动员基因中寻找这种变异，发现短跑运动员中有较高比例的选手趋向于隐藏ACTN3正常形式的两种代码。

    国内许多研究人员尤其是运动医学研究者，也对游泳运动员进行了系统的基因分型后的比对，结果发现CK M M基因和运动员的耐力强弱呈正相关性。

    为确定某个具体基因点位和耐力的相关性，科学家甚至动用基因敲除技术，将小鼠的IL-15Rα基因敲掉，结果发现这些小鼠的运动能力是其他小鼠的6倍。

    “当然，竞技项目的结果，往往还和高矮胖瘦、平衡力、心理承受能力等诸多因素有关，细致地识别人类的2.3万个基因，这些能力也能在基因层面找到强弱的原因。”宋艳斌表示。

    在选拔运动员时引入基因检测技术，有国家已经开始进行相关准备工作。例如，日本国立体育科学研究中心就提出用分析遗传基因的方法来选拔冠军苗子，计划首先建立一个曾经获得过金牌的日本优秀运动员的遗传基因库，以在上世纪60年代夺得过世界冠军的日本运动员为主，并请求正在从事体育活动的优秀运动员给予合作。然后将这些最优秀运动员的基因进行比较分析，研究他们基因序列的共同特点，发现与运动能力关系密切的基因序列，寻找出其中的奥秘。

    中国也提取了姚明、刘翔等优秀运动员的基因着手研究。研究人员正在建立一个中国人的遗传资源库，已经提取了部分运动员的基因样本，进行了数据和实物的保留。

    99%的汗水还有意义吗？

    那是否意味着今后在体育选材方面，可以单纯地从某一个基因或一组基因特质携带者中选择呢？

    “因为运动天赋并非是单基因或几个基因起决定性因素，它始终是一个综合因素的结果。假如苏炳添的ACTN3基因的确异乎寻常强大，但他的生长基因决定了他只有1 .72米高，即便爆发力基因强于博尔特，但人家身高1.97米，这就意味着你得用三步来完成人家两步就能完成的距离。”宋艳斌表示，他所在的研究所曾计划与省运动科研机构开展合作，但目前项目仍在洽谈中。

    另外，如果基因的影响这么大，99%的汗水还有存在的价值吗？“只有通过不断的科学训练，才能将运动员所拥有的基因潜质充分地表达出来。”

    很多基本问题还不能确切回答

    依靠基因检测选拔运动员，也还有很多不确定因素。有研究论文表示，奥运会胜利者和失败者之间的差异可能不能完全归因于生理的功能、生物化学的质量以及形态学的特征，心理等因素也会使运动员处于失败或胜利的边缘。“毫无疑问，人类功能能力和生理过程存在最大的上限，个体的基因型最大的上限存在不同，何种程度的训练能够增加个体能力达到特定的水平，这一问题仍需要大量研究。”

   新闻链接：http://epaper.oeeee.com/epaper/A/html/2015-06/11/content_3431201.htm?div=-1

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