筋肉を増やすには、適度な負荷をかけた筋力トレーニングが必要不可欠である。しかし筋トレを日課にしている人なら、そのあとの休養こそが筋肥大には欠かせない要素であることを、経験則として知っているはずだ。

このたび、オープンアクセスの電子学術誌「Scientific Reports」で発表された研究で、こうしたメカニズムが遺伝子レヴェルで存在することが確認された。骨格筋の成長は筋肉の遺伝子によって「記憶」され、のちのトレーニングによってさらに大きく成長することを促すのだという。

DNAに刻印される「運動の記憶」

われわれのDNAには、環境からの刺激に対応するために特定の遺伝子を使うかどうかを判断する「エピジェネティクス」と呼ばれる仕組みがある。遺伝子発現のスイッチは、メチル化または脱メチル化と呼ばれる化学修飾を経ることによって、DNAそのものを変化させることなく遺伝子をオンにしたりオフにしたりする。一般的にDNAメチル化は特定の遺伝子発現をオフ（抑制）にする方向に働き、逆に脱メチル化は遺伝子発現をオンにするといわれている。

英国のキール大学、リバプール・ジョン・ムアーズ大学、ノーザンブリア大学、およびマンチェスター・メトロポリタン大学の共同研究では、最新のゲノムワイド解析技術を用いて、筋力トレーニングが引き起こすエピジェネティックな変化について調査した。彼らはヒトDNAにおける85万以上のCpGサイト（DNAを構成する4種の塩基のうち、シトシンの次にグアニンが現れる配列のこと）を分析し、筋力トレーニングの前後におけるエピジェネティックな変化を比較した。

実験ではまず、筋力トレーニングをしたことのない男性被験者8人（平均年齢27.6歳）を対象に、筋肉の生検を行った。その後、週3回7週間のレジスタンス運動（筋に負荷をかけたトレーニング）、7週間の休養、そして再び週3回7週間のレジスタンス運動を行ってもらい、各期間の終わりに骨密度検査、大腿四頭筋の強度測定、そして遺伝子の変化を測定するための筋肉生検を実施した。

筋肉は休養後のレジスタンス運動でさらに増強する

実験の結果、被験者たちが最初の7週間で得た筋肉は、その後7週間の休養のあいだに実験前の状態に戻ってしまっていた。筋力トレーニングを怠れば、筋肉は落ちてしまう。これは誰もが予想する結果だろう。

興味深いのは、休養後に再開された7週間のトレーニングで、被験者たちの筋肉が最初の7週間よりさらに大きく肥大したことである。そしてこの結果を裏づけるように、遺伝子のスイッチにも変化が起きていた。

筋肉の遺伝子には、多くの遺伝子がメチル化されて遺伝子発現がオフになっている部分（高メチル化）と、ほとんどメチル化されておらず、遺伝子発現がオンになっている部分（低メチル化）がある。驚くことに最初の筋力トレーニング後に、被験者たちの筋肉の遺伝子には低メチル化した領域が頻発していた。さらに、休養後の再トレーニング期間で筋肥大が最大となったとき、遺伝子の低メチル化も最も頻繁にみられた。

「われわれはこの実験で、筋肉が再成長するとき、過去の運動で記憶されたエピジェネティックな情報が、筋肉の遺伝子をさらに低メチル化させることを実証しました」と、研究チームは説明している。「注目すべきは、筋肉が落ちたときもこれらの遺伝子は低メチル化の状態を維持することです。しかしこれがのちの運動に応答して、より大きな筋肉の成長を促す“スイッチ”となり、筋肥大と関連しているのです。これは過去の筋肉成長が、エピジェネティクスとして記憶されているのを示しているのです」

いわゆる「マッスルメモリー」が事実として遺伝子レベルで存在することを示すこの結果は、アスリートのトレーニング方法や、けがからの回復方法に影響を及ぼすことだろう。研究を率いたキール大学のアダム・シャープルス博士も、次のように説明している。

「例えば、あるアスリートが筋肉をつけたあとで、負傷により筋肉が落ちてしまったとしましょう。そのとき、どの遺伝子がマッスルメモリーを担うのかわかっていれば、のちの回復に役立つことになります。そのためにも、異なる運動プログラムがどのようにマッスルメモリーの遺伝子を活性化させるのか、それを理解するための研究が必要です」

また、ドーピング違反をしたアスリートの謹慎期間が適切なのかどうかにも疑問を投げかける。今回の実験では、7週間の休養を経てもマッスルメモリーが活性化することが実証された。パフォーマンス向上薬の使用により増強した筋肉は、たとえ謹慎期間を経たとしても、以前の成長を「記憶している」可能性がある。

研究チームは、薬物による筋力増強が、運動によるものと同様に遺伝子に記憶されるのかを突き止めるため、さらなる研究を進める予定だという。