如果你看过周星驰的电影《破坏之王》，那么你一定对“魔鬼筋肉人”这个称号印象深刻，脑海中说不定立刻就脑补出一个全身满是肌肉的壮汉。为了得到一身看上去轮廓分明、圆润有力的肌肉，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训练，有针对性的把每一块肌肉练得浑圆结实。可是，你知道吗？这个世界上有一种叫比利时蓝牛（Belgium Blue）的动物，它们只是正常的吃喝拉撒睡，完全不进行锻炼，就可以长出比一般的牛多出一倍的肌肉，因此又叫做：
魔鬼筋肉牛
下面是网上搜到的几张比利时蓝牛的图片，大家感受一下：
羡慕吗？但是，虽然有着异常强壮健美的躯体，这种看上去很威风的牛，却不是用来进行斗牛比赛的。比利时蓝牛是一种优质肉牛，其最高屠宰率可达71%，能比其他品种牛多提供18%～20%的肌肉，而骨头少10%，脂肪少30%。比利时蓝牛肉质细嫩、单位饲料的产肉量大。做起牛排来，那真的是柔嫩多汁，鲜美异常。
所以虽然比利时蓝牛有着健美先生一般的肌肉群，却是用来吃的。
为什么比利时蓝牛会长出比一般肉牛多一倍的肌肉呢？对于这个问题，人们开始是用人工选育的角度来解释它的。比利时蓝牛是19世纪的时候，由英国的短角牛和比利时本地的蓝牛进行杂交获得的，然后一代一代的进行选育，最终获得了有着“双倍肌肉”的优良牛种。但是这种解释存在的一个逻辑上的漏洞：既然可以用人工选育来增加牛肉的产量，那么为什么只有在比利时的这个牛种身上才发生了这么明显的变化呢？如果真的可以用人工选育的方法来增加牛肉产量，那么为什么没有出现双倍肌肉的中国蓝牛、澳大利亚蓝牛和墨西哥蓝牛？（注1）
比利时蓝牛的异常的肌肉量，即使是慢慢增加起来的，那也应该有一个契机，或者说，一个关键诱因。这一诱因应该藏在遗传的底层，可以仅仅一次偶然的改变就能发生巨大变化的事件，这种魔力，大概只有基因才有。而在比利时蓝牛身上，这一改变，发生在一个能产生myostatin蛋白的基因上，叫做：
MSTN基因
这一谜底是以一种偶然的形式被揭开的。
上世纪90年代，美国约翰霍普金斯大学的遗传学教授Se-Jin Lee的研究小组发现了一个被称为转化生长因子 β的蛋白质家族，并按照惯例用GDF-1到GDF-15对其基因进行命名。为了弄清楚这个家族中每个基因都有什么功能，他们培养了这15种基因的表达缺陷型小鼠（注2），缺失GDF-1的小鼠器官长错了位置，缺失GDF-11的小鼠长出了36条肋骨，它们都早早夭折了。然而，缺失GDF-8的小鼠却存活了下来，并且“拥有两倍的肌肉”。
接下来你可能猜到了。Se-Jin Lee马上对比利时蓝牛的GDF-8基因进行了检测，结果显示比利时蓝牛的GDF-8基因中缺失了11个碱基，这导致比利时蓝牛不能产生GDF-8蛋白。
种种迹象表明，GDF-8基因的蛋白表达产物是一种能够抑制肌肉生长的物质，Se-Jin Lee的小组将其命名为myostatin，即肌肉生长抑制素，其基因重新命名为MSTN（注3）。
是不是有点心动？如果我们自己可以控制生长过程中肌肉生长抑制素的浓度，或者甚至通过基因编辑使我们的MSTN基因失活，那么我们每个人岂不是都可以获得超常的肌肉量了吗？如果你真的这么想的话，那么接下来的故事可能会让你更加激动。
2000年，柏林一个刚出生的有点超重的男孩引起了大家的注意，和其他“柔软”的婴儿有些不同，他身上很明显的能看到一道道的肌肉，略微隆起的二头肌、发达紧绷的四头肌、还有那轮廓分明的小腿，让人觉得他好像在子宫里面一直在进行力量训练一样。
没错，这个男孩的MSTN基因是失活的——两个等位基因都失活了，也就是说，这个男孩体内控制肌肉生长的两个调节阀门，完全打开了。
肌肉当然不仅仅是可以用来食用，对于人类来说，肌肉长在自己身上时，与长在比利时蓝牛身上代表着完全不同的意义。毕竟在牛群中并没有什么健美比赛——而人有。这个男孩在4岁的时候就可以轻松的直臂平举起6.6磅（约3公斤）的哑铃。我们完全可以想象，这个“魔鬼筋肉娃”在不久之后一定会成长为全身肌肉的世界健美先生。
这个魔鬼筋肉娃的失活MSTN版本并不是凭空产生的（注4），它至少有一个版本是遗传自他的母亲。对他母亲的检测发现，其中一个版本的MSTN基因确实失活了，也就是说，魔鬼筋肉娃的母亲仅仅拥有一个正常的”阀门“，这使得她体内的肌肉生长抑制素的水平低于正常人，但没有她的宝贝儿子低。然而仅仅一个失活的MSTN基因版本，也使其与普通人有点不一样：她是一名出色的专业短跑运动员。
好了，到这里，这篇文章的第二个主角要出场了。它们和魔鬼筋肉娃的母亲一样也是以速度著称。它们就是名为惠比特犬（Whippet）的闪电狗。
闪电狗
惠比特犬又叫小灵犬，有着细长的身躯，因为奔跑速度快，常被用于赛犬。有趣的是，在这种十九世纪为了追求速度而无意培育出来的赛犬中，发现了和魔鬼筋肉娃与他妈妈一样的特征：携带两个正常版本的MSTN基因的惠比特犬，跟普通的狗一样平常；携带一个失活版本MSTN基因的惠比特犬，极其擅长奔跑；而携带两个失活版本MSTN基因的，则像魔鬼筋肉娃一样，拥有着双倍的肌肉，被称为霸王惠比特犬。
可悲的是，虽然霸王惠比特犬有着异常结实的肌肉，却因为太过笨重而影响冲刺速度，往往被饲养者抛弃。
发达浑圆的肌肉或许不能讨每个人的喜欢，但是极少有人对超常的速度有所反感，可能大部分人更乐意成为快银，而不是绿巨人。而现在，摆在我们面前的谜底是这么的简单直观：快银与绿巨人之间的差别，仅仅是一个携带着一个失活版本的MSTN基因，一个携带着两个失活版本的MSTN基因。
不过，先不要急着去检测自己MSTN是否失活，因为你很有可能会失望。到目前为止，魔鬼筋肉娃的母亲是唯一记录在案的MSTN失活的成年携带者，而魔鬼筋肉娃的案例是如此的特殊，甚至在2004年有Se-jin Lee的团队发表于著名的《新英格兰》（New England Journal of Medicine）杂志。
因此，在基因编辑等技术还远不成熟的现在，谈论通过改变基因来改变人的肌肉类型，甚至创造出“超人”的话题，还太早太早——而过多的肌肉可能也有不好的一面。
到目前为止，MSTN失活版本对人们最大的意义，就是创造了魔鬼筋肉牛和闪电狗——前者为人们提供了鲜嫩美味的牛排，后者则为人们提供了娱乐消遣与赌博。
然而，随着科技的进步，“基因兴奋剂”的时代可能还有些距离，但人们对于基因越来越深入的理解，却真的有可能对竞技运动有所影响。因为还有一些因素是所有人都有可能面对的，这就是个体差异。举例来说，不同的人，即使吃喝一样，做同样多的同样的运动，但有的人进步很快，而有的人则几乎毫无进展，具体到这个案例里，我们叫做：
肌肉的可锻炼性
对的，几乎每个人都有类似的经验，某某完全不努力，却能轻松考个好成绩；某某天天跑步锻炼，却从不曾在运动会上拿到名次，人们管这叫做天赋不同，我们更加客观一点来讲，叫做“个体差异”。
肌肉的可锻炼性也有着很大的个体差异。一项研究曾经让66个人进行了为期4个月的超常强度的力量训练，结束的时候，人群分成了三个差异明显的组：有17个人的肌肉疯狂增长，增幅达到了50%，32个人增长适中，肌肉纤维增大了25%，而有17个人的肌肉纤维几乎完全没有增长。
个体差异可能由很多因素造成，成长环境，文化习俗，遗传因素，等等等等。那么，肌肉的可锻炼性，有多少是藏在遗传密码之中的呢？
研究人员通过基因表达水平的研究（注5），发现了一个在极度反应者体内异常活跃的基于IGF-IEa，同样发现的还有MGF基因和myogenin基因，在极度反应者体内，这些基因的活性水平都极大的提高了，而无反应者体内，则几乎没有变化。
这是一种不太严格的宿命论，仿佛你是否能拥有发达的肌肉，完全写在你的基因里面，然而事实却不完全是这样。“重点是要记住，训练越努力，就越可能脱离‘无反应者’，越努力训练，越可能有效果，即使效果不如其他人。”（注6）
关于肌肉的可锻炼性的另一个惊人发现，是慢肌纤维与快肌纤维的不同（注7）。肌肉纤维分为深色的快肌纤维和浅色的慢肌纤维，人们常说的红肉是快肌纤维比较多的肌肉，而白肉是慢肌纤维比较多的肌肉。顾名思义，快肌纤维收缩速度快，至少是慢肌纤维的两倍，但是疲劳的也快。因此，长跑运动员拥有更多的慢肌纤维，以适应长时间的运动；而需要爆发力的运动如短跑、跳高等，其运动员则有更多的快肌纤维。
这种差异是可以训练出来的，还是天生的呢？其关键点在于：两种肌肉纤维是否可以相互转换？大量的证据表明，答案很可能是否定的，以往进行的研究表明，无论是通过训练，还是每天8小时电击肌肉，都不能使大量慢肌纤维转换为快肌纤维。
但是，知道你的肌肉纤维类型还是有益处的，一个负面的案例来自于绿茵场，那里是高强度训练的地狱，像“某个天才足球新秀训练受伤”这样的新闻经常出现。而丹麦生理学家安德森却发现，他们可能用错了训练方式。那些极易受伤的运动员，拥有高比例的快肌纤维，所以虽然他们有着超出众人的爆发力和短时速度，却不能承受高负荷高强度的运动训练。他们的快肌纤维就是在这样的魔鬼训练中丧失了自己的价值。
所以，坐在场边的那些曾经积极参加训练的受伤的快枪手们，说不定是有机会成为下一个马拉多纳的。
而随着科技发展与人们认识的加深，新的针对每个人的体质特点制定的训练计划，将有可能改善这一切。
本文大部分参考自2014年出版的《The Sport Gene》（运动基因）第6章的内容，网上搜集整理了一些自己并自作主张的添加了一些自己的见解。这是一本很有趣的书，本文所写的内容还不到全书的1/20，如果你能自己去读一遍的话，会发现更多更多关于运动与基因的有趣的事情。而且，这本书的中文版，应该快出版了。（也许吧。😓）
注1：杂交确实是一种很好的育种策略，因为杂交增加了后代性状的多样性，从而为人工选育提供了充足的材料。目前世界上有很多名贵物种都是由杂交再选育获得的，比如说有着雪花般花纹肌肉的日本和牛（实际是多个地方品种，如但马牛、松阪牛等），就是日本本地品种和国外引进品种杂交选育而来的；比如说目前登记在世界名犬名录中的所有名犬品种，几乎无一不是在最近两三百年时间里，由西方的贵族阶层，通过杂交选育获得的，手段包括回交，与其近亲灰狼杂交等等（很多所谓的名犬实际上是一种病态，有兴趣可以看看BBC的纪录片《纯种狗的悲哀》，或者大象公会的文章《人们对狗做了什么》）。再比如说，据说占全世界酿酒葡萄产量1/3的酿酒葡萄之王赤霞珠（Carbenet sauvignon，又叫加本力.苏维翁等等），经现代遗传分析，是由品丽珠（Cabernet Franc）和长相思（Sauvignon blanc）在17世纪的法国南部杂交获得的，至今只有三百多年的历史。没错，法国波尔多地区的名贵葡萄酒们，尤其是有着五大酒庄之四（包括国人非常熟悉的拉菲）的梅多克产区，几乎都选择了赤霞珠作为主要酿酒原料，而1755年那场铭刻于史的波尔多葡萄酒大分级，则几乎是赤霞珠这一杂交新贵的全面胜利。
但是杂交育种仅仅是一种“行为”，杂交育种获得的优质品种，其品种之所以优质的原因，还是隐藏在其遗传密码之中。
注2 ：表达缺陷型小鼠是常见的用于研究基因功能的动物模型，这种技术通过敲除小鼠受精卵中的特定基因，从而获得“该基因不能正常行使功能”的小鼠，得知了缺失该基因的小鼠是什么样子，也就反向推导出该基因的功能。一般而言，如果敲除的是重要的基因，那么小鼠在胚胎阶段就会夭折；有些基因敲除后，会显著改变小鼠的形态或者行为；但是对于有些基因，即使敲除后对小鼠貌似也没有什么的影响。
注3：让我们重新复习一下中心法则：DNA转录成RNA，RNA翻译成蛋白质。GDF是Growth/differentiation factor）的缩写，即生长/分化因子，这一命名是针对该蛋白家族的，因此GDF-8更倾向于表示一个蛋白，但是在经典遗传学中，有着”一个蛋白对应着一个基因“的规则（其实严格来说并不是），因此也可以把编码GDF-8蛋白的那个基因叫做GDF-8——而实际中也是这么做的。
另外，在权威的在NCBI基因数据库中，人类和牛的GDF-8基因的正式名称叫MSTN（myostatin的缩写），而小鼠中的则按照惯例用小写表示：Mstn。这是因为在研究清楚GDF-8的功能之后，发现用一个新的名字才能更好的表达它。
在基因数据库中，一个基因往往拥有很多个别称，多的甚至有十几个，这些别称都是来源于不同科学家的不同研究，往往科学家们在互不知情的情况下从不同的层面对同一个基因进行了命名，或者根据对该基因了解的深入而取了更加合适的名称。基因名称的多样性和变化也反应了科学家对一个基因从不了解到了解的过程。
注4：实际上有部分基因突变确实是“凭空产生”的，也就是并不是遗传自其父母，而是在胚胎发育过程中突变产生的，这一部分基因突变叫做de novo mutation（从头突变），与之对应的遗传自父母的基因突变叫做germline mutation（胚系突变）。据推测，大概有1/3的单基因“遗传”病患者是由于de novo mutation而”凭空产生“的，这也是为什么除了家族聚集性的遗传病外，还有很多单基因“遗传”病患者是“散发”的的一个主要原因。
注5：基因表达分析是在转录和表达水平（也就是RNA水平和蛋白水平）研究基因功能的策略，RNA是DNA和蛋白质之间的桥梁，而蛋白质是生命功能的直接执行者。其所依据的逻辑简单直接：如果在进行某项活动或者某个器官中，某个基因转录出来的RNA异常多，或者该蛋白异常多，那么则说明该项活动或者该器官中这个基因是起关键作用的。例如，如果研究发现高强度运动下的肌肉组织中，基因A的转录产物A-RNA或者翻译产物A-蛋白异常高，那么则很有可能A基因是高强度肌肉运动所必须的重要基因。在基因功能的研究中，基因表达研究要比直接研究基因更加方便与直观，
注6：基因不是宿命论，真的不是。即使在最具有宿命主义色彩的单基因遗传病如亨廷顿舞蹈症中，也不是完全的宿命论。了解基因不是为了屈服于它们，而是为了我们更好的生活。即使真的认为基因就是宿命论，那么，还有什么能比打赢一场反宿命的战斗更令人兴奋的呢？
注7：肌肉纤维真的是非常有意思的一个生物构造，里面充满了各种精巧的设计与奇妙的配合，Nick Lane的《生命的跃升-40亿年演化史上的十大发明》第六章——运动，对此有及其精彩的描述。
