本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
以下是即将出版的书籍《追逐美国队长：科学、工程和生物技术的进步将如何造就超人》的改编摘录。
更快、更高、更强。现代奥林匹克格言由皮埃尔·德·顾拜旦在 1894 年国际奥林匹克委员会成立时提出。它旨在捕捉体育竞赛的精髓，但也向许多人发出信号，他们试图通过使用“兴奋剂”形式的外部增强手段来超越人类的生物学极限。体育运动中使用兴奋剂的一个非常著名的例子是使用雄激素类固醇。然而，力量训练圈子之外的人们不一定知道的是，像类固醇这样的物质在运动员停止使用后仍可能产生影响。
即使不使用类固醇，一个经过大量训练然后停止训练的人，也会比一个从未训练过的人更快地恢复肌肉质量和力量。人们认为这归因于神经系统的快速变化，影响了肌肉的协调和激活，这可能反过来与科学家所谓的表观遗传学有关。”
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十年前人类基因组首次测序时，人们感到非常兴奋，但最近的热门话题——以及对兴奋剂、停赛和可能重返赛场具有重大影响的话题——是表观基因组。表观基因组决定了哪些基因实际被哪种细胞激活和表达，以及何时激活和表达。如果说基因组包含着你遗传潜力的本质，那么表观遗传学就是你更快、更高、更强的潜力被提出并利用的方式。基因组就像一本充满单词的词典，其中大多数单词不会一次性全部使用——有些单词甚至永远不会使用。表观遗传学是将这些单词提取出来，并在你需要进行的对话中将它们有效地应用到句子中的过程。表观遗传学本质上弥合了先天和后天之间的差距。
更具体地说，它描述了基因表达是如何被调节的，以及在一个生物体中哪些基因被表达。这不会改变基因中实际的核苷酸序列——构成基因的基石。你在生活中发生的表观遗传变化会影响你产生的下一代细胞。
虽然你身体的每个细胞都携带着你的基因组，但你的表观基因组有许多类型，具体取决于细胞和组织类型。表观遗传学的关键之处在于它会影响基因表达，在发育过程中发生变化（当干细胞分化成它们将要变成的细胞时），以及在疾病状态下发生变化。
在所有疾病中，癌症与表观遗传变化的联系最为明确。例如，一个当被激活时会产生肺癌的基因可能只在存在环境线索（如香烟烟雾）时才会被表达和激活。但生物学通常没有那么简单：将疾病直接与 DNA 变化联系起来很困难。这主要是因为导致疾病的变化通常发生在 DNA 中编码蛋白质且我们更了解的部分之外。
挪威的生物学家 Ingrid Egner 和她的同事们就是在这个时候进入这个故事的。他们对训练对肌肉生长的影响感兴趣。与大多数其他细胞类型不同，肌肉纤维具有多个细胞核。在力量训练期间，肌肉质量增加，每个细胞中的细胞核数量也会增加。该团队想知道这种“细胞记忆机制”是否会受到类固醇的影响。他们给小鼠服用了一种睾酮衍生物 14 天，这导致细胞核增加了约 66%，肌肉纤维的尺寸增加了 77%。停止服用睾酮三周后，肌肉纤维的尺寸恢复到从未训练或服用过药物的动物的水平。
实验的这一部分是为了引起肌肉纤维细胞核内的“记忆”发生变化。虽然纤维的尺寸会波动，但细胞核的数量在停止服用睾酮后三个月内仍然保持升高。这是否意味着肌肉纤维会对训练做出不同的反应？也就是说，由于细胞核数量较多，它们会像“正常”肌肉还是增强肌肉一样做出反应？
在实验的下一部分中，两组动物（之前接触过睾酮衍生物的动物和没有接触过的“对照”动物）进行了六天的力量训练。对照组小鼠在这段时间后肌肉纤维尺寸没有明显增加，而相比之下，接触过睾酮的小鼠肌肉纤维尺寸增加了 31%。
之前未经训练的肌肉纤维会在增大之前从激活的卫星（干）细胞中募集细胞核。细胞核是驱动肌肉细胞产生更多蛋白质以使其更大更强的指挥中心，而且似乎这种更多的细胞核数量会被保留和保护下来。当给予像力量训练这样的运动压力时，具有更多细胞核的肌肉纤维会生长得更快。这种先前力量的“记忆”显然可以稳定长达 15 年，并且可能是永久性的。
在体育运动中使用兴奋剂的相关性是，即使是短暂的合成代谢类固醇使用也可能导致持久的性能增强，这种增强在停止使用后多年仍然持续。这几乎就像“用进废退”的格言已经改为“取决于你使用的东西，你可能永远不会真正失去它”。我们不确定这与其他的增强体能的药物有何关系。但是，如果一名运动员服用某种东西来快速增强她的能力，然后停止服用，她可能永远拥有快速重新训练的增强能力。
在没有竞争规则的现实生活中，这是生理可塑性的一个很好的例子。在体育运动中，这是一个很好的例子，说明如何以规避比赛规则的方式来实现更快、更高、更强的目标。