Nature奧運特輯：奧運與基因

日期：2012-07-27 08:41:53

2012倫敦奧運會在即，不少科學(xué)雜志紛紛推出了關(guān)于奧運會特輯，比如英國頂級期刊《Nature》雜志就發(fā)表了題為“Olympics 2012”的專輯，聚焦奧運科學(xué)家，指出了在奧運會和殘奧會上，科學(xué)家們發(fā)揮的各種各樣的作用，從培訓(xùn)方案的制定到興奮劑的檢測等等。為此Nature雜志特就這一方面，介紹了科學(xué)在倫敦奧運會上扮演的角色，以及對未來體育競賽的影響，其中也重點提及了生物基因在其中的作用。

基因工程與奧運會

目前對于奧運會的擔(dān)心已經(jīng)不至于化學(xué)興奮劑了，還有基因興奮劑，盡管真的能增強(qiáng)運動員表現(xiàn)的療法目前在很大程度上還是理論上的。但基因療法正在變得越來越普遍，這就提出了新問題，假如人們發(fā)明了能夠治愈嬰兒鐮狀細(xì)胞性貧血的基因療法，那么接受過治療的嬰兒難道就將永遠(yuǎn)被禁止參加奧運會？

研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多能夠增強(qiáng)運動員表現(xiàn)的基因都是普通的基因。例如，幾乎每個接受測試的奧運會男性短跑選手體內(nèi)都有α—輔肌動蛋白3（ACTN3）基因的577R等位基因，但這種基因也存在于85%的非洲人以及50%的歐洲人和亞洲人體內(nèi)。

目前還沒有任何一位運動員因為利用基因療法服用興奮劑被正式起訴，但是這并不代表沒有發(fā)生，據(jù)報道一些運動員正試圖植入改良過的干細(xì)胞。

那么如何檢測就是一個問題，目前倫敦國王學(xué)院藥物控制中心的研究人員正負(fù)責(zé)指導(dǎo)生物藥物的檢測工作，如對促紅細(xì)胞生成素(EPO)和人體生長激素的檢測。這是目前市場上使用量最大的興奮劑，其功能在于促進(jìn)生成能夠攜帶氧氣的紅血球，以此提高運動員的成績并減少疲勞。

一些實驗室已經(jīng)研制出了一些逃避檢測的藥物，不過倫敦國王學(xué)院藥物控制中心的研究人員表示，對此他們已經(jīng)作好準(zhǔn)備，例如通過檢測任何形式的基因工程蛋白來檢測EPO的存在，因為基因工程蛋白的酸性往往低于天然蛋白。

基因興奮劑還包括其他療法。例如通過病毒媒介注入1號胰島素樣生長因子（IGF－1）基因，對于這個存在的問題是通過基因療法注射的IGF—1無法通過血檢發(fā)現(xiàn)，需要進(jìn)行肌肉活組織檢查。還有一種方法與刺激IIB型肌球蛋白生成的基因有關(guān)，旨在促進(jìn)肌肉細(xì)胞分裂和生長。這種療法能夠明顯提高所有短跑運動員的成績。針對這些希望屆時能出現(xiàn)有效的檢測方法。

基因測試揭開肌肉損傷原因

來自倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種與應(yīng)力性骨折受傷密切相關(guān)的基因。節(jié)食、反復(fù)性扭傷和重荷是目前所知導(dǎo)致運動員受傷的因素之一，科學(xué)家認(rèn)為很明顯某種基因有直接的影響作用。

科學(xué)家們認(rèn)為，如果能夠鑒別出某個人群獲得某種肌肉受傷相關(guān)的特別基因，就能夠通過訓(xùn)練、調(diào)整和準(zhǔn)備，幫助這些人減少受傷的概率。研究也能影響個體接受不同的醫(yī)療治療。不過研究人員也強(qiáng)調(diào)研究并不是利用基因作為鑒定運動員是否具有運動天分。

很多人運動純屬娛樂或者為了健康的生活方式，基因不應(yīng)該是區(qū)別是否適合運動的標(biāo)準(zhǔn)。盡管基因可以告訴我們體育競技成功與否的可能性，但這并不是絕對的科學(xué)。

金牌基因

來自英國格拉斯哥大學(xué)的研究人員從基因角度分析牙買加運動員的獨特能力，尋找牙買加短跑運動員們共同具有的所謂“金牌基因”。

研究人員對牙買加運動員的基因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，確實存在著與瞬間爆發(fā)力類競技項目有關(guān)的基因類型。ACTN3基因，具有增強(qiáng)肌肉構(gòu)造的功能。研究結(jié)果顯示，大約75%牙買加短跑運動員的ACTN3基因類型為“CC型”。

屬于“CC型”的人，在其短跑時可產(chǎn)生瞬間爆發(fā)力的快肌纖維內(nèi)部，會產(chǎn)生一種能夠強(qiáng)化肌肉構(gòu)造的特殊蛋白質(zhì)。因此，即使肌肉纖維高速收縮，也能夠獲得足以耐受的強(qiáng)度。除了田徑短距離項目之外，對于要求瞬間爆發(fā)力以及力量的其他競技類項目，上述“CC型”基因同樣也是在重大比賽中穩(wěn)操勝券的關(guān)鍵要素。