如果你看過周星馳的電影《破壞之王》，那么你一定對“魔鬼筋肉人”這個稱號印象深刻，腦海中說不定立刻就腦補出一個全身滿是肌肉的壯漢。為了得到一身看上去輪廓分明、圓潤有力的肌肉，很多朋友都猛吃蛋白粉和牛肉膏，然后一周七天泡在健身房做力量訓(xùn)練，有針對性的把每一塊肌肉練得渾圓結(jié)實。可是，你知道嗎？這個世界上有一種叫比利時藍牛（Belgium Blue）的動物，它們只是正常的吃喝拉撒睡，完全不進行鍛煉，就可以長出比一般的牛多出一倍的肌肉，因此又叫做：
魔鬼筋肉牛
下面是網(wǎng)上搜到的幾張比利時藍牛的圖片，大家感受一下：
羨慕嗎？但是，雖然有著異常強壯健美的軀體，這種看上去很威風(fēng)的牛，卻不是用來進行斗牛比賽的。比利時藍牛是一種優(yōu)質(zhì)肉牛，其最高屠宰率可達71%，能比其他品種牛多提供18%～20%的肌肉，而骨頭少10%，脂肪少30%。比利時藍牛肉質(zhì)細嫩、單位飼料的產(chǎn)肉量大。做起牛排來，那真的是柔嫩多汁，鮮美異常。
所以雖然比利時藍牛有著健美先生一般的肌肉群，卻是用來吃的。
為什么比利時藍牛會長出比一般肉牛多一倍的肌肉呢？對于這個問題，人們開始是用人工選育的角度來解釋它的。比利時藍牛是19世紀的時候，由英國的短角牛和比利時本地的藍牛進行雜交獲得的，然后一代一代的進行選育，最終獲得了有著“雙倍肌肉”的優(yōu)良牛種。但是這種解釋存在的一個邏輯上的漏洞：既然可以用人工選育來增加牛肉的產(chǎn)量，那么為什么只有在比利時的這個牛種身上才發(fā)生了這么明顯的變化呢？如果真的可以用人工選育的方法來增加牛肉產(chǎn)量，那么為什么沒有出現(xiàn)雙倍肌肉的中國藍牛、澳大利亞藍牛和墨西哥藍牛？（注1）
比利時藍牛的異常的肌肉量，即使是慢慢增加起來的，那也應(yīng)該有一個契機，或者說，一個關(guān)鍵誘因。這一誘因應(yīng)該藏在遺傳的底層，可以僅僅一次偶然的改變就能發(fā)生巨大變化的事件，這種魔力，大概只有基因才有。而在比利時藍牛身上，這一改變，發(fā)生在一個能產(chǎn)生myostatin蛋白的基因上，叫做：
MSTN基因
這一謎底是以一種偶然的形式被揭開的。
上世紀90年代，美國約翰霍普金斯大學(xué)的遺傳學(xué)教授Se-Jin Lee的研究小組發(fā)現(xiàn)了一個被稱為轉(zhuǎn)化生長因子 β的蛋白質(zhì)家族，并按照慣例用GDF-1到GDF-15對其基因進行命名。為了弄清楚這個家族中每個基因都有什么功能，他們培養(yǎng)了這15種基因的表達缺陷型小鼠（注2），缺失GDF-1的小鼠器官長錯了位置，缺失GDF-11的小鼠長出了36條肋骨，它們都早早夭折了。然而，缺失GDF-8的小鼠卻存活了下來，并且“擁有兩倍的肌肉”。
接下來你可能猜到了。Se-Jin Lee馬上對比利時藍牛的GDF-8基因進行了檢測，結(jié)果顯示比利時藍牛的GDF-8基因中缺失了11個堿基，這導(dǎo)致比利時藍牛不能產(chǎn)生GDF-8蛋白。
種種跡象表明，GDF-8基因的蛋白表達產(chǎn)物是一種能夠抑制肌肉生長的物質(zhì)，Se-Jin Lee的小組將其命名為myostatin，即肌肉生長抑制素，其基因重新命名為MSTN（注3）。
是不是有點心動？如果我們自己可以控制生長過程中肌肉生長抑制素的濃度，或者甚至通過基因編輯使我們的MSTN基因失活，那么我們每個人豈不是都可以獲得超常的肌肉量了嗎？如果你真的這么想的話，那么接下來的故事可能會讓你更加激動。
2000年，柏林一個剛出生的有點超重的男孩引起了大家的注意，和其他“柔軟”的嬰兒有些不同，他身上很明顯的能看到一道道的肌肉，略微隆起的二頭肌、發(fā)達緊繃的四頭肌、還有那輪廓分明的小腿，讓人覺得他好像在子宮里面一直在進行力量訓(xùn)練一樣。
沒錯，這個男孩的MSTN基因是失活的——兩個等位基因都失活了，也就是說，這個男孩體內(nèi)控制肌肉生長的兩個調(diào)節(jié)閥門，完全打開了。
肌肉當然不僅僅是可以用來食用，對于人類來說，肌肉長在自己身上時，與長在比利時藍牛身上代表著完全不同的意義。畢竟在牛群中并沒有什么健美比賽——而人有。這個男孩在4歲的時候就可以輕松的直臂平舉起6.6磅（約3公斤）的啞鈴。我們完全可以想象，這個“魔鬼筋肉娃”在不久之后一定會成長為全身肌肉的世界健美先生。
這個魔鬼筋肉娃的失活MSTN版本并不是憑空產(chǎn)生的（注4），它至少有一個版本是遺傳自他的母親。對他母親的檢測發(fā)現(xiàn)，其中一個版本的MSTN基因確實失活了，也就是說，魔鬼筋肉娃的母親僅僅擁有一個正常的”閥門“，這使得她體內(nèi)的肌肉生長抑制素的水平低于正常人，但沒有她的寶貝兒子低。然而僅僅一個失活的MSTN基因版本，也使其與普通人有點不一樣：她是一名出色的專業(yè)短跑運動員。
好了，到這里，這篇文章的第二個主角要出場了。它們和魔鬼筋肉娃的母親一樣也是以速度著稱。它們就是名為惠比特犬（Whippet）的閃電狗。
閃電狗
惠比特犬又叫小靈犬，有著細長的身軀，因為奔跑速度快，常被用于賽犬。有趣的是，在這種十九世紀為了追求速度而無意培育出來的賽犬中，發(fā)現(xiàn)了和魔鬼筋肉娃與他媽媽一樣的特征：攜帶兩個正常版本的MSTN基因的惠比特犬，跟普通的狗一樣平常；攜帶一個失活版本MSTN基因的惠比特犬，極其擅長奔跑；而攜帶兩個失活版本MSTN基因的，則像魔鬼筋肉娃一樣，擁有著雙倍的肌肉，被稱為霸王惠比特犬。
可悲的是，雖然霸王惠比特犬有著異常結(jié)實的肌肉，卻因為太過笨重而影響沖刺速度，往往被飼養(yǎng)者拋棄。
發(fā)達渾圓的肌肉或許不能討每個人的喜歡，但是極少有人對超常的速度有所反感，可能大部分人更樂意成為快銀，而不是綠巨人。而現(xiàn)在，擺在我們面前的謎底是這么的簡單直觀：快銀與綠巨人之間的差別，僅僅是一個攜帶著一個失活版本的MSTN基因，一個攜帶著兩個失活版本的MSTN基因。
不過，先不要急著去檢測自己MSTN是否失活，因為你很有可能會失望。到目前為止，魔鬼筋肉娃的母親是唯一記錄在案的MSTN失活的成年攜帶者，而魔鬼筋肉娃的案例是如此的特殊，甚至在2004年有Se-jin Lee的團隊發(fā)表于著名的《新英格蘭》（New England Journal of Medicine）雜志。
因此，在基因編輯等技術(shù)還遠不成熟的現(xiàn)在，談?wù)撏ㄟ^改變基因來改變?nèi)说募∪忸愋停踔羷?chuàng)造出“超人”的話題，還太早太早——而過多的肌肉可能也有不好的一面。
到目前為止，MSTN失活版本對人們最大的意義，就是創(chuàng)造了魔鬼筋肉牛和閃電狗——前者為人們提供了鮮嫩美味的牛排，后者則為人們提供了娛樂消遣與賭博。
然而，隨著科技的進步，“基因興奮劑”的時代可能還有些距離，但人們對于基因越來越深入的理解，卻真的有可能對競技運動有所影響。因為還有一些因素是所有人都有可能面對的，這就是個體差異。舉例來說，不同的人，即使吃喝一樣，做同樣多的同樣的運動，但有的人進步很快，而有的人則幾乎毫無進展，具體到這個案例里，我們叫做：
肌肉的可鍛煉性
對的，幾乎每個人都有類似的經(jīng)驗，某某完全不努力，卻能輕松考個好成績；某某天天跑步鍛煉，卻從不曾在運動會上拿到名次，人們管這叫做天賦不同，我們更加客觀一點來講，叫做“個體差異”。
肌肉的可鍛煉性也有著很大的個體差異。一項研究曾經(jīng)讓66個人進行了為期4個月的超常強度的力量訓(xùn)練，結(jié)束的時候，人群分成了三個差異明顯的組：有17個人的肌肉瘋狂增長，增幅達到了50%，32個人增長適中，肌肉纖維增大了25%，而有17個人的肌肉纖維幾乎完全沒有增長。
個體差異可能由很多因素造成，成長環(huán)境，文化習(xí)俗，遺傳因素，等等等等。那么，肌肉的可鍛煉性，有多少是藏在遺傳密碼之中的呢？
研究人員通過基因表達水平的研究（注5），發(fā)現(xiàn)了一個在極度反應(yīng)者體內(nèi)異常活躍的基于IGF-IEa，同樣發(fā)現(xiàn)的還有MGF基因和myogenin基因，在極度反應(yīng)者體內(nèi)，這些基因的活性水平都極大的提高了，而無反應(yīng)者體內(nèi)，則幾乎沒有變化。
這是一種不太嚴格的宿命論，仿佛你是否能擁有發(fā)達的肌肉，完全寫在你的基因里面，然而事實卻不完全是這樣。“重點是要記住，訓(xùn)練越努力，就越可能脫離‘無反應(yīng)者’，越努力訓(xùn)練，越可能有效果，即使效果不如其他人。”（注6）
關(guān)于肌肉的可鍛煉性的另一個驚人發(fā)現(xiàn)，是慢肌纖維與快肌纖維的不同（注7）。肌肉纖維分為深色的快肌纖維和淺色的慢肌纖維，人們常說的紅肉是快肌纖維比較多的肌肉，而白肉是慢肌纖維比較多的肌肉。顧名思義，快肌纖維收縮速度快，至少是慢肌纖維的兩倍，但是疲勞的也快。因此，長跑運動員擁有更多的慢肌纖維，以適應(yīng)長時間的運動；而需要爆發(fā)力的運動如短跑、跳高等，其運動員則有更多的快肌纖維。
這種差異是可以訓(xùn)練出來的，還是天生的呢？其關(guān)鍵點在于：兩種肌肉纖維是否可以相互轉(zhuǎn)換？大量的證據(jù)表明，答案很可能是否定的，以往進行的研究表明，無論是通過訓(xùn)練，還是每天8小時電擊肌肉，都不能使大量慢肌纖維轉(zhuǎn)換為快肌纖維。
但是，知道你的肌肉纖維類型還是有益處的，一個負面的案例來自于綠茵場，那里是高強度訓(xùn)練的地獄，像“某個天才足球新秀訓(xùn)練受傷”這樣的新聞經(jīng)常出現(xiàn)。而丹麥生理學(xué)家安德森卻發(fā)現(xiàn)，他們可能用錯了訓(xùn)練方式。那些極易受傷的運動員，擁有高比例的快肌纖維，所以雖然他們有著超出眾人的爆發(fā)力和短時速度，卻不能承受高負荷高強度的運動訓(xùn)練。他們的快肌纖維就是在這樣的魔鬼訓(xùn)練中喪失了自己的價值。
所以，坐在場邊的那些曾經(jīng)積極參加訓(xùn)練的受傷的快槍手們，說不定是有機會成為下一個馬拉多納的。
而隨著科技發(fā)展與人們認識的加深，新的針對每個人的體質(zhì)特點制定的訓(xùn)練計劃，將有可能改善這一切。
本文大部分參考自2014年出版的《The Sport Gene》（運動基因）第6章的內(nèi)容，網(wǎng)上搜集整理了一些自己并自作主張的添加了一些自己的見解。這是一本很有趣的書，本文所寫的內(nèi)容還不到全書的1/20，如果你能自己去讀一遍的話，會發(fā)現(xiàn)更多更多關(guān)于運動與基因的有趣的事情。而且，這本書的中文版，應(yīng)該快出版了。（也許吧。??）
注1：雜交確實是一種很好的育種策略，因為雜交增加了后代性狀的多樣性，從而為人工選育提供了充足的材料。目前世界上有很多名貴物種都是由雜交再選育獲得的，比如說有著雪花般花紋肌肉的日本和牛（實際是多個地方品種，如但馬牛、松阪牛等），就是日本本地品種和國外引進品種雜交選育而來的；比如說目前登記在世界名犬名錄中的所有名犬品種，幾乎無一不是在最近兩三百年時間里，由西方的貴族階層，通過雜交選育獲得的，手段包括回交，與其近親灰狼雜交等等（很多所謂的名犬實際上是一種病態(tài)，有興趣可以看看BBC的紀錄片《純種狗的悲哀》，或者大象公會的文章《人們對狗做了什么》）。再比如說，據(jù)說占全世界釀酒葡萄產(chǎn)量1/3的釀酒葡萄之王赤霞珠（Carbenet sauvignon，又叫加本力.蘇維翁等等），經(jīng)現(xiàn)代遺傳分析，是由品麗珠（Cabernet Franc）和長相思（Sauvignon blanc）在17世紀的法國南部雜交獲得的，至今只有三百多年的歷史。沒錯，法國波爾多地區(qū)的名貴葡萄酒們，尤其是有著五大酒莊之四（包括國人非常熟悉的拉菲）的梅多克產(chǎn)區(qū)，幾乎都選擇了赤霞珠作為主要釀酒原料，而1755年那場銘刻于史的波爾多葡萄酒大分級，則幾乎是赤霞珠這一雜交新貴的全面勝利。
但是雜交育種僅僅是一種“行為”，雜交育種獲得的優(yōu)質(zhì)品種，其品種之所以優(yōu)質(zhì)的原因，還是隱藏在其遺傳密碼之中。
注2 ：表達缺陷型小鼠是常見的用于研究基因功能的動物模型，這種技術(shù)通過敲除小鼠受精卵中的特定基因，從而獲得“該基因不能正常行使功能”的小鼠，得知了缺失該基因的小鼠是什么樣子，也就反向推導(dǎo)出該基因的功能。一般而言，如果敲除的是重要的基因，那么小鼠在胚胎階段就會夭折；有些基因敲除后，會顯著改變小鼠的形態(tài)或者行為；但是對于有些基因，即使敲除后對小鼠貌似也沒有什么的影響。
注3：讓我們重新復(fù)習(xí)一下中心法則：DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，RNA翻譯成蛋白質(zhì)。GDF是Growth/differentiation factor）的縮寫，即生長/分化因子，這一命名是針對該蛋白家族的，因此GDF-8更傾向于表示一個蛋白，但是在經(jīng)典遺傳學(xué)中，有著”一個蛋白對應(yīng)著一個基因“的規(guī)則（其實嚴格來說并不是），因此也可以把編碼GDF-8蛋白的那個基因叫做GDF-8——而實際中也是這么做的。
另外，在權(quán)威的在NCBI基因數(shù)據(jù)庫中，人類和牛的GDF-8基因的正式名稱叫MSTN（myostatin的縮寫），而小鼠中的則按照慣例用小寫表示：Mstn。這是因為在研究清楚GDF-8的功能之后，發(fā)現(xiàn)用一個新的名字才能更好的表達它。
在基因數(shù)據(jù)庫中，一個基因往往擁有很多個別稱，多的甚至有十幾個，這些別稱都是來源于不同科學(xué)家的不同研究，往往科學(xué)家們在互不知情的情況下從不同的層面對同一個基因進行了命名，或者根據(jù)對該基因了解的深入而取了更加合適的名稱。基因名稱的多樣性和變化也反應(yīng)了科學(xué)家對一個基因從不了解到了解的過程。
注4：實際上有部分基因突變確實是“憑空產(chǎn)生”的，也就是并不是遺傳自其父母，而是在胚胎發(fā)育過程中突變產(chǎn)生的，這一部分基因突變叫做de novo mutation（從頭突變），與之對應(yīng)的遺傳自父母的基因突變叫做germline mutation（胚系突變）。據(jù)推測，大概有1/3的單基因“遺傳”病患者是由于de novo mutation而”憑空產(chǎn)生“的，這也是為什么除了家族聚集性的遺傳病外，還有很多單基因“遺傳”病患者是“散發(fā)”的的一個主要原因。
注5：基因表達分析是在轉(zhuǎn)錄和表達水平（也就是RNA水平和蛋白水平）研究基因功能的策略，RNA是DNA和蛋白質(zhì)之間的橋梁，而蛋白質(zhì)是生命功能的直接執(zhí)行者。其所依據(jù)的邏輯簡單直接：如果在進行某項活動或者某個器官中，某個基因轉(zhuǎn)錄出來的RNA異常多，或者該蛋白異常多，那么則說明該項活動或者該器官中這個基因是起關(guān)鍵作用的。例如，如果研究發(fā)現(xiàn)高強度運動下的肌肉組織中，基因A的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物A-RNA或者翻譯產(chǎn)物A-蛋白異常高，那么則很有可能A基因是高強度肌肉運動所必須的重要基因。在基因功能的研究中，基因表達研究要比直接研究基因更加方便與直觀，
注6：基因不是宿命論，真的不是。即使在最具有宿命主義色彩的單基因遺傳病如亨廷頓舞蹈癥中，也不是完全的宿命論。了解基因不是為了屈服于它們，而是為了我們更好的生活。即使真的認為基因就是宿命論，那么，還有什么能比打贏一場反宿命的戰(zhàn)斗更令人興奮的呢？
注7：肌肉纖維真的是非常有意思的一個生物構(gòu)造，里面充滿了各種精巧的設(shè)計與奇妙的配合，Nick Lane的《生命的躍升-40億年演化史上的十大發(fā)明》第六章——運動，對此有及其精彩的描述。
