从事耐力项目的运动员快纤维基因变异频率更高
能不能跑马拉松很可能要看你的基因。澳大利亚科学家一项最新的研究表明,基因变异可以广泛地提升人类的肌肉耐力。相关论文9月9日在线发表于《自然—遗传学》上。
人类有两种类型的骨骼肌纤维。一种是快纤维,它不需要氧,直接以糖类作为能源,主要参与需要极限力量和快速反应的运动,比如短跑。另一种是慢纤维,主要以有氧的方式参与需要耐力的运动,比如马拉松。快纤维可以制造一种α辅肌动蛋白(ACTN3),它表明了机体产生快速力量的能力。已有研究证实,从事耐力项目的运动员ACTN3基因的变异频率比其他运动员更高。
领导最新研究的是澳大利亚神经肌肉研究所(Institute for Neuromuscular Research)的遗传学家Kathryn North,她的小组深入研究了ACTN3基因如何影响小鼠的肌肉活力。研究人员发现,缺乏ACTN3功能基因的小鼠会在快纤维中产生大量与有氧代谢相关的酶,且它们的浓度比正常小鼠要高得多。此外,在跑步测试中,变异鼠在精疲力竭之前的跑动距离也比正常鼠多33%,这表明ACTN3基因的变异可以提升耐力。
之前的研究表明,ACTN3基因在不同地域的人类中的变异频率存在差异,非洲平均为10%,而欧洲和亚洲约为50%。为了进一步追溯该基因在人类中的进化历史,研究小组对共96位欧洲、亚洲和非洲人的相关DNA片断进行了测序。结果发现,ACTN3基因的可变性要高于其周围的基因序列,说明这是一个正向自然选择过程。也就是说,ACTN3基因变异一定赋予了现代人(6万年前从非洲迁移到欧洲和亚洲)某种适应性优势。
美国亚利桑那大学的遗传学家Michael Nachmann认为,最新的研究是对ACTN3作用的一个极佳检测,它支持了该基因变异会影响特定运动能力的结论。巴西Paraná大学的进化生物学家Marcio Pie表示,尽管North和同事没有进一步推测ACTN3赋予的进化优势到底是什么,但这将是一个值得继续探讨的有趣问题。

如果ACTN3蛋白(红色)消失,快肌肉将变成慢肌肉(图片来源:Kathryn North)
相关阅读(英文)
三维基因组互作与表观遗传修饰是基因表达调控的重要因素,其动态变化与细胞生长发育及癌症等疾病的发生发展密切相关。解析染色质在活细胞内的时空动态,是理解基因调控机制的重要科学问题。现有基于CRISPR-C......
三维基因组互作与表观遗传修饰是基因表达调控的重要因素,其动态变化与细胞生长发育及癌症等疾病的发生发展密切相关。解析染色质在活细胞内的时空动态,是理解基因调控机制的重要科学问题。现有基于CRISPR-C......
11月1日,在长沙举行的第五届湖南省抗癌协会家族遗传性肿瘤专业委员会学术年会上,中信湘雅生殖与遗传专科医院(下称中信湘雅)首席科学家卢光琇宣布,该院第100位通过胚胎植入前遗传学检测(PGT)技术阻断......
10月16日,记者从中信湘雅生殖与遗传专科医院获悉,该院研究员林戈、副研究员郑伟团队,联合山东大学、上海交通大学医学院等单位的科研团队开展合作攻关,系统揭示了卵子与早期胚胎质量问题导致女性反复“试管”......
衰老对身体产生的可见影响有时与基因活动的无形变化有关。DNA甲基化的表观遗传过程会随着年龄增长而变得不再精确,造成基因表达的变化。而这种变化与随着年龄增长而出现的器官功能衰退和疾病易感性增加有关。如今......
有些人比同龄人更显年轻,而有些人看着更显老;有些人年逾九旬仍身心康健,而另一些人早在数十年前就饱受糖尿病、阿尔茨海默病或行动障碍的困扰;有些人能轻松应对严重摔伤或流感侵袭,而有些人一旦住院就再难康复。......
“想象一下,我们既能用手指捏起一粒芝麻,也能提起一桶水。无论外力大小如何变化,肌肉都能恢复到原来的长度,为下一个动作做好准备。”中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所(以下简称苏州纳米所)研究员邸江涛......
近日,西北农林科技大学玉米生物学与遗传育种团队联合华中农业大学玉米团队在《植物生理学研究》发表论文。研究初步揭示了ZmGBF1-ZmATG8c模块通过自噬途径调控玉米耐热性的分子机制。随着全球气温持续......
记者21日从国家乳业技术创新中心获悉,该中心技术研发团队成功研制出奶牛种用胚胎基因组遗传评估芯片和“高产、抗病、长生产期”功能强化基因组预测芯片。该系列基因芯片具有完全自主知识产权,填补了我国基因芯片......
国际期刊《内分泌学前沿》日前刊登的一项新研究揭示,一种特殊基因对肠道吸收维生素D及其后续代谢过程至关重要,阻断或抑制该基因能够选择性抑制癌细胞生长。这一发现在癌症治疗等精准医学领域具有广阔应用前景。维......