基因能预测运动表现吗?

一项新的基因测试声称可以揭示孩子的运动天赋。但是基因真的能告诉我们关于运动天赋的什么?


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如果通过一项快速的基因测试就能在萌芽状态扼杀场边怒吼,该测试可以告诉父母他们的孩子(如果有的话)可以掌握哪些运动,那会怎么样?科罗拉多州博尔德市的公司Atlas Sports Genetics今天开始销售这种产品:它声称以 149 美元的价格筛选 ACTN3 基因的变体,该基因在精英运动员中与肌肉蛋白 α-辅肌动蛋白-3 的存在有关。这种蛋白质有助于肌肉以高速强力收缩,这可能解释了为什么在奥运短跑运动员中发现了产生这种蛋白质的 ACTN3 变体的组合。

该公司总裁凯文·赖利告诉ScientificAmerican.com,父母不应将该测试视为判断孩子是否会在特定运动中脱颖而出的最终结论。但是,他说,在确定 9 岁以下儿童的运动能力方面,它比身体测试更有用。

赖利说,在那个年龄,“他们没有足够的身体成熟度和运动技能来做得好”。 “这就是基因测试可以在寻找表现领域早期天赋指标方面派上用场的地方。”

“这是一个关于他们动机的问题。这是一种工具,而不是唯一的工具,”他这样评价消费者。“如果他们仅依靠基因测试作为唯一的表现指标来判断他们在运动中是好是坏,他们会感到失望,因为它不是为此目的而设的。如果它与其他组成部分一起作为一种工具,你可以用它来选择可能最适合你或孩子的运动。”

唾液测试大约需要三周才能得出结果,该测试寻找 ACTN3 基因的三种组合,一个孩子从他的母亲那里获得一个变体,从他的父亲那里获得一个变体。(赖利说,Atlas Genetics 的筛查是美国唯一可用于商业用途的检测与健身相关基因的筛查。)根据该公司的网站,从父母双方获得两个 X 变体副本的孩子不会产生 α-辅肌动蛋白-3,并且可能在耐力运动(如越野滑雪、长跑或游泳)方面表现出色。赖利说,那些具有一个 X 变体副本和一个 R 变体副本的人会产生一些蛋白质,并且可能在耐力或“力量”运动(如足球或自行车)方面表现出色。而拥有两个 R 变体副本的孩子会产生更多的 α-辅肌动蛋白-3,这使他们在包括足球、举重或短跑等力量或耐力运动中可能取得成就。

我们请来了马里兰大学帕克分校的运动生理学、衰老和遗传学助理教授斯蒂芬·罗斯,解释了 DNA 与运动表现之间的关系中已知和未知的事项。罗斯是人类表现和健康相关健身表型基因图的合著者,该图是与运动相关健身相关的基因目录。该图最后于 2006 年发表在《运动医学与科学》杂志上,该杂志是美国运动医学学院的期刊。新版即将发布。
这是经过编辑的文字记录。基因在多大程度上决定运动能力?

没有人确切知道答案,这取决于你如何具体定义运动能力。大多数研究表明,遗传因素对运动表现有显著贡献,但很难给出具体的数字。例如,很难量化足球表现。大多数研究着眼于非常具体的终点:一个基因对肌肉力量或最大有氧能力的贡献有多大,因为这些终点从研究的角度来看非常容易测量。如果你试图剖析它,遗传因素决定了肌肉力量的 50% 之多。



问题是,这意味着什么?说一个性状存在某种可遗传的组成部分,告诉我们可以在家庭中传递一些东西,这可以促进表现,但是具体的基因是什么?这些基因有多重要、有多大的预测性?当我们深入研究时,我们不知道会发生什么。有些人只是天赋异禀,但我们在定义我们所说的遗传优势方面仅仅是触及皮毛。
有多少基因在运动天赋中发挥作用?

我们不知道。我是一项每隔几年发表一次的综述的合著者,我们在其中对与表现相关的基因进行了分类。我们正在对 200 个基因进行分类,这些基因与健身相关的表现具有某种正相关……并且基因组中有 20,000 个基因,因此就研究的基因而言,我们仅仅是触及了皮毛。

这些遗传因素仅仅与肌肉力量有关,还是它们显示出与运动能力相关的各种因素?

各种各样的因素。由于运动表现非常复杂,我们会发现从肌肉力量测量到新陈代谢表现测量或心血管表现测量。

Atlas Sports Genetics 正在销售 ACTN3 基因变体的测试。是否有测试可以检测一个人是否具有其他与健身相关的基因?

ACTN3 可能是迄今为止研究的最有说服力的基因,与(与运动相关的健身)的关联性最为一致。XX 基因型的人的肌肉中没有 α-辅肌动蛋白-3。想法是,在缺乏这种蛋白质的人中,他们的肌肉无法正常工作,这将阻止他们达到力量表现的最高水平。这已在多项研究中表明。但是,这种关联是关于肌肉疲劳吗?收缩强度?随着研究开始深入研究这些更精细的特征,我们并不确信 XX 基因型是如何促进表现的。

另一个基因是 ACE,已在耐力表现方面进行了研究。但是,对这些基因的研究越多,文献就越混乱。ACE 是研究最多的,仍然是一个令人感兴趣的基因,但我们正在努力弄清楚它是否重要以及如何重要——同样的问题也反映在 ACTN3 中,但没有反映在测试的广告中。

ACE 研究更具冲突性。最初认为具有 II 变体的人在耐力方面会更好,而具有 DD 变体的人在力量方面会更好。但是,研究结果并不一致。当你把它分解时,我们没有看到它是如何工作的清晰故事。如果它确实起作用,那它的作用比最初想象的要小得多。围绕 ACE 有更大的疑问,这将使其更难作为测试出售。

ACTN3 测试的结果能告诉我们什么?

结果确实会告诉你你的肌肉中是否有这种蛋白质。这一点很明确。我们不知道它是否对除了精英水平之外的任何表现有贡献。即使在那里,也存在矛盾。我们很少有信息表明它会影响孩子的表现。你可能在短跑表现方面处于劣势,但你很可能只会在奥运水平上看到它。哪个 6 岁或 8 岁的孩子会关心这个?

除了基因测试,DNA 是否以其他方式用于促进运动能力?

目前的主要问题是基因筛查,以及我们是否可以预测表现,或者以某种方式为特定人群量身定制锻炼或训练计划,或者提前选择他们参加的运动。另一个问题是,我们是否可以改变遗传图谱以提高他们的表现。这与医学中的基因疗法非常相似。它在医学上没有成功,也没有在运动表现中进行过研究。这是一个真正的伦理黑暗地带,因为即使在进行研究时也存在医疗问题,并且没有证据表明它真的会起作用。反兴奋剂协会已经反对它。这绝对是一个令人担忧的问题。技术正在医学领域发展。很快就会有人将其推向体育界

(本文于 12 月 3 日下午 1:35 更新,以更正《运动医学与科学》是美国运动医学学院的期刊,而不是《美国运动医学学院杂志》的一部分。)

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