基因能預測運動表現嗎?

一項新的基因測試聲稱可以揭示孩子的運動天賦。但是基因真的能告訴我們關於運動天賦的什麼?


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如果透過一項快速的基因測試就能在萌芽狀態扼殺場邊怒吼,該測試可以告訴父母他們的孩子(如果有的話)可以掌握哪些運動,那會怎麼樣?科羅拉多州博爾德市的公司Atlas Sports Genetics今天開始銷售這種產品:它聲稱以 149 美元的價格篩選 ACTN3 基因的變體,該基因在精英運動員中與肌肉蛋白 α-輔肌動蛋白-3 的存在有關。這種蛋白質有助於肌肉以高速強力收縮,這可能解釋了為什麼在奧運短跑運動員中發現了產生這種蛋白質的 ACTN3 變體的組合。

該公司總裁凱文·賴利告訴ScientificAmerican.com,父母不應將該測試視為判斷孩子是否會在特定運動中脫穎而出的最終結論。但是,他說,在確定 9 歲以下兒童的運動能力方面,它比身體測試更有用。

賴利說,在那個年齡,“他們沒有足夠的身體成熟度和運動技能來做得好”。 “這就是基因測試可以在尋找表現領域早期天賦指標方面派上用場的地方。”

“這是一個關於他們動機的問題。這是一種工具,而不是唯一的工具,”他這樣評價消費者。“如果他們僅依靠基因測試作為唯一的表現指標來判斷他們在運動中是好是壞,他們會感到失望,因為它不是為此目的而設的。如果它與其他組成部分一起作為一種工具,你可以用它來選擇可能最適合你或孩子的運動。”

唾液測試大約需要三週才能得出結果,該測試尋找 ACTN3 基因的三種組合,一個孩子從他的母親那裡獲得一個變體,從他的父親那裡獲得一個變體。(賴利說,Atlas Genetics 的篩查是美國唯一可用於商業用途的檢測與健身相關基因的篩查。)根據該公司的網站,從父母雙方獲得兩個 X 變體副本的孩子不會產生 α-輔肌動蛋白-3,並且可能在耐力運動(如越野滑雪、長跑或游泳)方面表現出色。賴利說,那些具有一個 X 變體副本和一個 R 變體副本的人會產生一些蛋白質,並且可能在耐力或“力量”運動(如足球或腳踏車)方面表現出色。而擁有兩個 R 變體副本的孩子會產生更多的 α-輔肌動蛋白-3,這使他們在包括足球、舉重或短跑等力量或耐力運動中可能取得成就。

我們請來了馬里蘭大學帕克分校的運動生理學、衰老和遺傳學助理教授斯蒂芬·羅斯,解釋了 DNA 與運動表現之間的關係中已知和未知的事項。羅斯是人類表現和健康相關健身表型基因圖的合著者,該圖是與運動相關健身相關的基因目錄。該圖最後於 2006 年發表在《運動醫學與科學》雜誌上,該雜誌是美國運動醫學學院的期刊。新版即將釋出。
這是經過編輯的文字記錄。基因在多大程度上決定運動能力?

沒有人確切知道答案,這取決於你如何具體定義運動能力。大多數研究表明,遺傳因素對運動表現有顯著貢獻,但很難給出具體的數字。例如,很難量化足球表現。大多數研究著眼於非常具體的終點:一個基因對肌肉力量或最大有氧能力的貢獻有多大,因為這些終點從研究的角度來看非常容易測量。如果你試圖剖析它,遺傳因素決定了肌肉力量的 50% 之多。



問題是,這意味著什麼?說一個性狀存在某種可遺傳的組成部分,告訴我們可以在家庭中傳遞一些東西,這可以促進表現,但是具體的基因是什麼?這些基因有多重要、有多大的預測性?當我們深入研究時,我們不知道會發生什麼。有些人只是天賦異稟,但我們在定義我們所說的遺傳優勢方面僅僅是觸及皮毛。
有多少基因在運動天賦中發揮作用?

我們不知道。我是一項每隔幾年發表一次的綜述的合著者,我們在其中對與表現相關的基因進行了分類。我們正在對 200 個基因進行分類,這些基因與健身相關的表現具有某種正相關……並且基因組中有 20,000 個基因,因此就研究的基因而言,我們僅僅是觸及了皮毛。

這些遺傳因素僅僅與肌肉力量有關,還是它們顯示出與運動能力相關的各種因素?

各種各樣的因素。由於運動表現非常複雜,我們會發現從肌肉力量測量到新陳代謝表現測量或心血管表現測量。

Atlas Sports Genetics 正在銷售 ACTN3 基因變體的測試。是否有測試可以檢測一個人是否具有其他與健身相關的基因?

ACTN3 可能是迄今為止研究的最有說服力的基因,與(與運動相關的健身)的關聯性最為一致。XX 基因型的人的肌肉中沒有 α-輔肌動蛋白-3。想法是,在缺乏這種蛋白質的人中,他們的肌肉無法正常工作,這將阻止他們達到力量表現的最高水平。這已在多項研究中表明。但是,這種關聯是關於肌肉疲勞嗎?收縮強度?隨著研究開始深入研究這些更精細的特徵,我們並不確信 XX 基因型是如何促進表現的。

另一個基因是 ACE,已在耐力表現方面進行了研究。但是,對這些基因的研究越多,文獻就越混亂。ACE 是研究最多的,仍然是一個令人感興趣的基因,但我們正在努力弄清楚它是否重要以及如何重要——同樣的問題也反映在 ACTN3 中,但沒有反映在測試的廣告中。

ACE 研究更具衝突性。最初認為具有 II 變體的人在耐力方面會更好,而具有 DD 變體的人在力量方面會更好。但是,研究結果並不一致。當你把它分解時,我們沒有看到它是如何工作的清晰故事。如果它確實起作用,那它的作用比最初想象的要小得多。圍繞 ACE 有更大的疑問,這將使其更難作為測試出售。

ACTN3 測試的結果能告訴我們什麼?

結果確實會告訴你你的肌肉中是否有這種蛋白質。這一點很明確。我們不知道它是否對除了精英水平之外的任何表現有貢獻。即使在那裡,也存在矛盾。我們很少有資訊表明它會影響孩子的表現。你可能在短跑表現方面處於劣勢,但你很可能只會在奧運水平上看到它。哪個 6 歲或 8 歲的孩子會關心這個?

除了基因測試,DNA 是否以其他方式用於促進運動能力?

目前的主要問題是基因篩查,以及我們是否可以預測表現,或者以某種方式為特定人群量身定製鍛鍊或訓練計劃,或者提前選擇他們參加的運動。另一個問題是,我們是否可以改變遺傳圖譜以提高他們的表現。這與醫學中的基因療法非常相似。它在醫學上沒有成功,也沒有在運動表現中進行過研究。這是一個真正的倫理黑暗地帶,因為即使在進行研究時也存在醫療問題,並且沒有證據表明它真的會起作用。反興奮劑協會已經反對它。這絕對是一個令人擔憂的問題。技術正在醫學領域發展。很快就會有人將其推向體育界

(本文於 12 月 3 日下午 1:35 更新,以更正《運動醫學與科學》是美國運動醫學學院的期刊,而不是《美國運動醫學學院雜誌》的一部分。)

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