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本文作者:冷月如霜

伦敦的蔚蓝水波中,16岁的中国姑娘叶诗文携破纪录之势连夺两金,让无数守在电视前的观众为之疯狂,赛后国外媒体的质疑更让人感到在这项欧美人占优势的运动中夺魁的不易。于是陡然想到一个很有意思的问题:“有没有什么基因使得白人在游泳上更占优势呢”?在网上的数据库搜索了一番,果然找到了一些相关的研究。虽然研究的内容与游泳并无直接关联,但研究的结果或许能够为解释不同人种间运动能力的差异提供一两个新的思路。

【图1. 夺冠后的叶诗文 (图片来自环球网)】

研究中提到的基因叫做ACTN3,含有合成α辅肌动蛋白3(α-actinin-3)所必需的信息。在人体中,这种辅肌动蛋白能够与II类肌纤维结合,使得这些肌纤维的排列井然有序,并在肌肉的收缩过程中起到了一定的调控作用。由于II类肌纤维与人类的爆发力有关,悉尼大学(University of Sydney)的凯瑟琳?诺瑟(Kathryn North)教授顺理成章地想到,这个基因或许能够影响人类的运动能力。

为了验证她的想法,诺瑟教授首先分析了ACTN3基因不能正常工作时对人体可能产生的影响。她发现一些肌肉发育不良的病人的ACTN3基因往往发生了突变,使得这些病人体内的α辅肌动蛋白3较正常人缩短了近1/3。但随后诺瑟教授在健康人群中所做的测试则使人大吃一惊:全球发生同样突变的人口比例竟高达16%。为什么我们在生活中见到的几乎都是运动能力正常的普通人呢?诺瑟教授认为人体内其他的一些蛋白或许起到了“补偿”的作用。换而言之,缺乏正常的ACTN3基因可能并不会明显影响人类的运动能力。

不过日常生活中所需的运动量有限,也许并不能体现出ACTN3基因的重要性。那么在决胜负于毫厘之间的顶尖体育赛事中,它的作用是否会被放大呢?答案是肯定的。在一项分析ACTN3基因突变率的研究中,诺瑟教授发现较普通人而言,爆发力强的运动员体内ACTN3的突变率更低。有意思的是,耐力出众的运动员体内反而有更多“不正常”的ACTN3基因 (图2),暗示了人类想要提升耐力或许要付出减少爆发力的代价。随后在移除了ACTN3基因的小鼠中进行的耐力实验也支持了这个观点。

【图2. 普通人与运动员之间正常ACTN3基因与突变ACTN3基因的比例 [2]】

提到基因往往就要提到伦理,此处也不能免俗。倘若以后ACTN3被证实在运动能力上确实起着举足轻重的作用,恐怕教练在挑选运动员时也会把“基因背景”当作一个指标来参考。这样的做法对于那些ACTN3基因有所缺陷,但在其他方面表现突出的好苗子来说是否公平?又或者运动员为了提高自己的身体机能和竞技水平,使用基因疗法在短期内促进或抑制ACTN3基因的运作,这样的做法是否等同与服用禁药?随着生物技术的发展,这些问题或许终有一天会引起人们的注意和探讨。

回到本文开头的话题。为什么黑人运动员的爆发力出众,在长跑好手中也不乏亚洲人的面孔?这可能与ACTN3基因在不同人种中的突变比例有关。约有25%的亚洲人缺乏正常的ACTN3基因,而这个比例在一些非洲部落的人群中只有1%。当然,体育并不是只有基因调控那么简单。一个国度的体育文化,饮食以及训练条件都是运动员在特定的项目上取得好成绩的必要条件。不过或许在种族主义者的眼里,出身仍然是最重要的。如是,试想为了回应记者的质疑,叶诗文在描述自己刻苦训练的同时,亮出一张ACTN3基因的鉴定证明,岂不妙哉?

参考资料

  1. North et al., A common nonsense mutation results in α-actinin-3 de?ciency in the general population, Nature Genetics, 1999
  2.  Yang et al., ACTN3 Genotype Is Associated with Human Elite Athletic Performance, The American Journal of Human Genetics, 2003
  3.  MacArthur et al., Loss of ACTN3 gene function alters mouse musclemetabolism and shows evidence of positive selectionin humans, Nature Genetics, 2007
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