Literature
Home行业资讯临床快报遗传与基因组

神奇的“菲”鱼——从菲尔普斯看基因

来源:北京基因组所
摘要:菲尔普斯在男子4x100米混合泳接力颁奖仪式上被授予国际泳联荣誉勋章。当日,美国队在男子4x100米混合泳接力决赛中以3分29秒34的成绩打破世界纪录并夺得金牌,这是菲尔普斯继男子400米个人混合泳、男子4x100米自由泳接力、男子200米自由泳、男子200米蝶泳、男子4x200米自由泳接力、男子200米个人混合泳和男子100米蝶泳之后......

点击显示 收起

          北京时间2006年10月9日,瑞典皇家科学院如期宣布了2006年诺贝尔经济学奖的得主。出乎大多数人的意料,这一奖项授予了时年73岁的美国经济学家埃德蒙?菲尔普斯,以表彰他在加深人们对于通货膨胀和失业预期关系的理解方面所做的贡献。由此菲尔普斯获得了1000万克朗(约合140万美元)的奖金[1]。



            然而,此菲尔普斯非彼菲尔普斯。虽然埃德蒙?菲尔普斯是举世闻名的诺贝尔经济学奖得主,然而我要说的却是另一位家喻户晓的菲尔普斯,他就是著名的美国队选手迈?菲尔普斯。  







北京2008年第29届奥运会上,9天8金7破世界纪录,“菲”鱼铸就了百年传奇。8月17日,美国队选手迈?菲尔普斯在男子4x100米混合泳接力颁奖仪式上被授予国际泳联荣誉勋章。当日,美国队在男子4x100米混合泳接力决赛中以3分29秒34的成绩打破世界纪录并夺得金牌,这是菲尔普斯继男子400米个人混合泳、男子4x100米自由泳接力、男子200米自由泳、男子200米蝶泳、男子4x200米自由泳接力、男子200米个人混合泳和男子100米蝶泳之后,收获的第八枚北京奥运会金牌,打破前辈施皮茨在1972年慕尼黑奥运会上创造的一届拿七块金牌的纪录,同时他也创造了一人累计夺得十四块奥运会金牌的纪录[2]。



            是什么让菲尔普斯有如此的威力铸就游泳史上的神话传奇呢?  







“神仙?妖怪?反正看起来不像是人类!”,这是世人看到菲尔普斯的游泳表现时发出的由衷感慨。事实上,应该说菲尔普斯不是一般的人类。



            解剖菲尔普斯的身体,我们不难发现“菲”鱼有着为游泳而生的独特的身体结构:14码的脚虽然不如索普大,但也够大了,况且最特别的是他的脚面弯曲度超过常人15度,柔韧性超好;身高1米87的他上身修长,但腿部却很短,这比例堪称游泳运动员的魔鬼身材,在游泳运动中很占优势;腰肢很长臀部瘦小,同时肌肉类型松弛有力,既保证了舒展性,又有爆发力,这是游泳选手中的极品;肩膀宽阔,最特别之处还是他那超出身体3英寸的惊人臂展,这使他在水中垂直滑行的距离出奇得长;手部动作有力且好看,划水时看上去像潜艇。他真的是为游泳而生,甚至可漂在水上睡觉,而在陆上却常摔倒[2]。



            “奥运会结束后,最好把菲尔普斯留下来,让全世界的医学专家做个解剖,看看他有什么特殊的装置。如果困难,把菲尔普斯的老妈留下来也行,看看他们的DNA究竟有何不同。”这是央视著名主持人韩乔生的名言。



            体型特征无疑是遗传物质DNA的外观表现。而基因,也称为遗传因子,是指携带有遗传信息的DNA序列,是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。生物的一切表型都是蛋白质活性的表现。换句话说,生物的各种性状几乎都是基因相互作用的结果。所谓相互作用,一般都是代谢产物的相互作用,只有少数情况涉及基因直接产物,即蛋白质之间的相互作用。



            其实,类似菲尔普斯的情况还有很多,迈克尔?乔丹、姚明、易建联等耳熟能详的篮球巨星就有着打篮球得天独厚的天生的身体素质优势和绝佳的资质。



            作为美国男篮成员,乔丹凭借1米98的天生的身高和精湛的技艺,在1984年洛杉矶和1992年巴塞罗那奥运会上两次夺冠,然而他最伟大的成就都是和芝加哥公牛队联系在一起的,在那里他获得了十次在NBA  球员得分榜上排名第一,6次NBA总冠军和5次最有价值球员以及“飞人”的绰号,1991-1993年率公牛完成NBA总冠军“三连冠”的霸业。他的职业生涯的完美表现让他成为历史上最伟大的篮球运动员,缔造了篮球史上的一大神话[3]。



            身高2米26的姚明是优良基因遗传性状的最好体现。他出生于篮球世家,父母都是篮球运动员,父亲姚志源身高2.08米,曾效力于上海男篮;母亲方凤娣身高1.88米,是70年代中国女篮的主力队员。继承了父母的身高优良基因,在家庭的篮球熏陶下,他逐渐成为了东方篮球史上的一个璀璨的巨星,顺利地加入休斯敦火箭队,成为了联盟历史上第一个在首轮第一位被选中的外国球员和最高而且是第二重的篮球状元秀。姚明加盟休斯顿火箭队后,成为了继王治郅和巴特尔之后第三位登陆NBA的中国球员,创造了一个又一个的篮球奇迹,而且还在不断地创造着,相信会缔造篮球史上的又一神话[4]。



            身高2.12米的易建联是另外一个优良基因遗传性状的绝好体现。父亲易景流身高1米91,母亲麦美玲身高1米72,都是手球队队员。2000年10月生日后的第二天,年仅13岁,身高已达2米02的易建联被大名鼎鼎的广东宏远俱乐部选入,成为青年队中一员,随后被选入中国国家青年队,踏上篮球之路,打出了一个又一个的篮球佳绩。美国球探为易建联比赛中展现的速度、灵巧和球感而折服。如今,易建联也成为了NBA一名璀璨而耀眼的年轻球星[5]。



            基因作用的表现离不开内在的和外在的环境的影响。在具有特定基因的一群个体中,表现该基因性状的个体的百分数称为外显率;在具有特定基因而又表现该一性状的个体中,对于该一性状的表现程度称为表现度。外显率和表现度都受内在环境和外在环境的影响。菲尔普斯、乔丹、姚明和易建联等巨星也同样如此,内在的遗传基因和外在的完美资质,外加识千里马的伯乐,造就了这一个又一个的传奇。



            国家体育总局体育科学研究所所长李元伟曾经在2003年做了题为《科技与体育》的精彩报告,详细地讲述了基因技术在体育中的应用前景[6]。我把其中的“关于基因技术在体育中的应用前景”  精彩部分的内容引用如下:



            “2000年最引人瞩目的科技成就是人类基因组序列工作草图的绘制完成,这一成果被誉为生命科学的“阿波罗登月计划”、“打开了生命天书的第一页”。人类基因技术的运用是现代生命科学研究取得重大进展的标志之一。我所科研人员指出,从体育运动的角度看,随着分子生物学理论与技术的飞速发展,尤其是DNA重组技术的广泛应用,人们可以从基因水平上寻找决定人类运动能力的基因,在分子水平上探讨人体对长期训练的适应性变化,从而能更加科学而准确地评估个体的运动状态及运动潜力,加强对运动训练的控制。例如,可以通过基因调控防止运动性疲劳和加快恢复过程;利用基因诊断技术对运动员进行身体机能评定;利用转基因技术改造人体化学组成;建立运动性伤病与运动意外基因诊断系统,进行运动员基因选材等。



            现试举几例加以介绍。



            (1)利用生物芯片技术建立运动员身体素质功能诊断系统:采用先进的基因芯片技术,从不同运动项目运动员的身体素质相关基因表达的检测入手,可以进行:①筛选并确立运动员身体素质功能基因组;②探讨不同项目运动员身体素质功能基因组表达谱的特点以及与运动能力有关的身体素质基因的遗传与变异规律;③进行身体素质功能基因组的多态性分析。④建立优秀运动员身体素质功能基因文库;⑤最终实现优秀运动员身体素质功能基因诊断和基因选材的芯片系统的建立。这一系统的建立无疑是中国乃至世界运动员科学选材史上的巨大变革;同时,也将作为继人类基因组草图绘制成功之后,后基因组研究的重要组成部分,这一研究计划的实施不仅可以丰富后基因组研究的内容,为人类运动素质遗传特性的研究作出贡献,而且对我国实施“奥运争光计划”优秀运动员及后备人才的选拔具有很高的理论和实践意义。



            (2)利用基因探针进行运动员科学选材:基因探针在诊断某些遗传病及其他疾病方面,已广泛应用于临床。利用某些生理生化指标对运动员进行科学选材,也已得到人们的重视。研究表明,某些身体素质(如力量、速度和耐力)及其发展潜力,具有相当高的遗传度。它们可能受一个或几个基因的调节和控制。在这项研究中,首先要利用限制片段长度多态性(RFLP)技术和随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,分别对优秀运动员的力量、速度或耐力的DNA多态性进行检测,以找出他们基因组之间的差别和特异性基因,然后进行克隆,制备成基因探针。最终利用探针杂交,来检测运动员所具有的身体素质特性。同时建立优秀运动员基因库。



            (3)基因注射技术:需要引起我们重视的是基因注射技术的出现。所谓基因注射,是指通过注射手段,以人体内的微生物为载体,把特殊的基因嵌入人体细胞内,使原有的细胞产生变化。对于体育运动来说,基因注射技术或许是一场潜伏的灾难,因为在基因技术的帮助下,运动员可以改变自身的组织细胞来激发潜能、提高运动成绩,这与服用兴奋剂如出一辙,而且更加防不胜防。世界著名的运动生理学专家  B.Saltin教授多年来一直关注着生物注射的进展状况,他在一篇题为《基因兴奋剂:科幻小说还是迫在眉睫》的论文中指出,基因注射技术的研究进展十分顺利,用于运动员只是时间问题。他甚至预计基因注射在未来五年内就能被广泛应用于商业目的。Saltin认为如果从一只苍蝇身上取出一种基因,经过有目的的修改后重新将基因注射进苍蝇体内,这只苍蝇身上用于飞行的肌肉比注射前强化了近300倍。如果将增强上肢肌肉的基因注入标枪运动员身上,那  98.48米的世界纪录很容易就被打破。如果将促红细胞生长素或生长素的基因注入运动员体内,就可极大地提高他们的运动能力。而且基因注射有着传统兴奋剂难以比拟的优势,那就是很难被检测出来。



            从上述基因技术运用的动态及其前景的描述中,我们可以看出:基因技术在体育中的运用可能产生最具有革命性和爆炸性的结果。正如其它高新技术一样,基因技术也是一把“双刃剑”,它不仅可能极大地改变体育运动、尤其是竞技运动的面貌,也可能引起竞技运动性质的改变,引发一系列关于体育竞赛宗旨、体育道德、伦理方面的冲突和争论,甚至可能发生竞技体育的异化。这是带有根本性的问题,需要引起我们的高度重视。尽管基因技术的研究开发到实际应用尚需时日,但其进展的速度可能超出人们的想象,在这个领域内的争夺将异常激烈。”



            基因有两个特点,一是能忠实地复制自己,以保持生物的基本特征;二是基因能够“突变”,突变绝大多数会导致疾病,少数是非致病突变。非致病突变给自然选择带来了原始材料,使生物可以在自然选择中被选择出最适合自然的个体。可见,如果我们能够找到菲尔普斯区别于常人的基因或者基因突变,让菲尔普斯的独特基因和乔丹、姚明、易建联的身高基因忠实地遗传下去,就可以继续创造游泳和篮球史上的神话传奇。同样也相信在不久的将来,基因检测也将成为优秀运动员选拔的一项重要措施。



参考网站:

1.  http://www.chinalabs.com/view/ZXKM0DS9.html

2.  http://gb.cri.cn/17844/2008/08/17/Zt1965s2198272.htm

3.  http://www.xwhb.net/gb/2008bj06/2008-7/23/0872315211662388_154.html

4.  http://news.xinhuanet.com/sports/2008-08/03/content_8930268.htm

5.  http://blog.sina.com.cn/s/print_4fafda7a01000c02.html

6.  http://zztyj.zhangzhou.gov.cn/web/doc/show_doc.asp?wid=19&cid=0&id=28
作者: 2008-9-6
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具