人们通常认为,是否愿意参加体育运动由主观意志决定。但是美国运动学家研究发现,动物运动活跃性受到遗传基因影响。这一结果暗示,一些人可能生来就在运动方面比较懒惰。
惰性天成
美国《时代》周刊网站31日报道,北卡罗来纳大学夏洛特分校研究人员所做鼠类基因实验结果显示,所有影响鼠类运动活跃性的因素中,遗传基因所占比重大约为50%。
研究人员在老鼠体内发现大约20种与运动活跃性有关的不同染色体组分区。这些染色体组分区共同作用,影响着老鼠个体的跑动距离。统计结果显示,能够促进运动活跃性的基因在75%的运动活跃老鼠体内占主导地位。
由于鼠类基因组与人类相似,研究人员由实验结果推断,人的运动活跃性可能与遗传基因有关。也就是说,一些人可能生来就不爱运动。
主导实验的运动机能学教授J·蒂莫西·莱特富特说:“我们以前认为是否爱好运动取决于人们的主观意志,现在很显然,一个人活跃与否还与天生的因素有关。”
研究人员正准备在人类身上开展类似实验。“我们已经绘制出一个相当完整的与运动活跃性有关染色体组分区图谱,”莱特富特说。
懒鼠聪明?
这项实验以特别培育和挑选的9周大小老鼠为研究对象。每只老鼠不仅享有单独笼舍,还有一个可供跑动的滚动轮,以便研究人员清晰观察它们的运动活跃性。
研究人员首先观察老鼠在滚动轮上的运动状况,以跑动速度、持续时长和跑动距离为衡量标准,确定每只老鼠的运动活跃性,并按照活跃性高低把它们分为两类。
随后,研究人员让两类老鼠相互交配,产生的310只后代再按照上述3个标准分为运动活跃性各不相同的数个小组。
各组老鼠3周内每天运动量统计结果显示,运动最为活跃的老鼠每天跑动距离大约为8至12.87公里,相当于人类每天跑大约64.36至80.45公里,而活跃性最低的老鼠每天跑动距离大约为0.48公里。
有趣的是,活跃的老鼠可能会整夜不停地在滚动轮上跑动,而不活跃的老鼠则会想出聪明的办法逃避运动。例如,一只老鼠用木屑刨花阻挡滚动轮转动,在轮里安然入睡。与之类似,在人类社会,长期以来一直有发明家因为懒才产生让生活变轻松的发明的“段子”。
意在防惰
《时代》周刊说,莱特富特研究团队在鼠类体内发现不同染色体组分区并分析出这些分区间的相互作用,在研究领域尚属首次。
但是,遗传基因具体如何影响运动活跃性还是未解之谜。莱特富特说,有一种解释认为,基因通过影响肌肉运动方式实现对运动活跃性的控制。例如,基因促使肌肉提高能量利用效率并避免肌肉疲劳,从而促进机体运动活跃性。但是,研究人员在实验中发现,运动活跃性不同的老鼠肌肉组织功能并无明显差异。
另一种解释认为,基因可影响大脑内产生多巴胺和5-羟色胺等的神经回路,进而影响机体运动活跃性。多巴胺和5-羟色胺已被证实可让人类产生欣悦感。因此研究人员更倾向于赞同这种解释。
莱特富特希望,这一研究成果有助于找出克服惰性、促进人们运动的方法,而不是让人们在惰性面前“听天由命”。这一研究成果发表在最新一期《遗传杂志》双月刊上。(生物谷Bioon.com)
生物谷推荐原始出处:
Journal of Heredity, doi:10.1093/jhered/esn045
An Epistatic Genetic Basis for Physical Activity Traits in Mice
Larry J. Leamy, Daniel Pomp, and J. Timothy Lightfoot
From the Department of Biology, University of North Carolina at Charlotte, Charlotte, NC 28223 (Leamy); the Department of Kinesiology, University of North Carolina at Charlotte, Charlotte, NC 28223 (Lightfoot); and the Department of Nutrition, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599 (Pomp); Department of Cell and Molecular Physiology, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599 (Pomp); and the Carolina Center for Genome Science, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599 (Pomp)
Address correspondence to L. J. Leamy at the address above, or e-mail: ljleamy@uncc.edu .
We recently identified several (4–8) quantitative trait loci (QTL) for 3 physical activity traits (daily distance, duration, and speed voluntarily run) in an F2 population of mice derived from an original intercross of 2 strains that exhibited large differences in activity. These QTL cumulatively explained from 11% to 34% of the variation in these traits, but this was considerably less than their total genetic variability estimated from differences among inbred strains. We therefore decided to test whether epistatic interactions might account for additional genetic variation in these traits in this same population of mice. We conducted a full genome epistasis scan for all possible interactions of QTL between each pair of 20 chromosomes. The results of this scan revealed an abundance of epistasis, with QTL throughout the genome being involved in significant interactions. Overall, epistatic effects contributed an average of 26% of the total variation among the 3 activity traits. These results suggest that epistatic interactions of genes may play as important a role in the genetic architecture of physical activity traits as single-locus effects and need to be considered in future candidate gene identification studies.