Một nghiên cứu mới đây đã đưa ra phát hiện đáng chú ý về khả năng của đồng hồ sinh học con người trong việc duy trì nhịp điệu 24 giờ trong điều kiện nhiệt độ cao. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Toán học và Lý thuyết Liên ngành RIKEN (iTHEMS) ở Nhật Bản đã thực hiện nghiên cứu này, cung cấp một góc nhìn mới về cách cơ thể chúng ta điều chỉnh các hoạt động hàng ngày.
Đồng hồ sinh học là một cơ chế phức tạp đóng vai trò thiết yếu trong việc điều chỉnh các hoạt động sinh học của cơ thể. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ của các phản ứng sinh học, từ đó ảnh hưởng đến sự chính xác của đồng hồ sinh học. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một cơ chế gọi là bù trừ nhiệt, giúp duy trì nhịp điệu của đồng hồ sinh học trong điều kiện nhiệt độ thay đổi.
Các nhà nghiên cứu đã áp dụng một kỹ thuật toán học tiên tiến gọi là phương pháp nhóm tái chuẩn hóa để phân tích dữ liệu liên quan đến hoạt động của gene. Qua phân tích này, họ đã phát hiện ra rằng hình dạng của chu kỳ gene thay đổi đáng kể ở nhiệt độ cao. Cụ thể, mức độ RNA thông tin (mRNA) tăng lên nhanh chóng và sau đó giảm dần, dẫn đến sự thay đổi hình dạng của chu kỳ gene.
Sự thay đổi hình dạng này cho phép duy trì chiều dài chu kỳ của đồng hồ sinh học, đảm bảo rằng các hoạt động sinh học của cơ thể vẫn được điều chỉnh đúng đắn. Khi nhiệt độ tăng, hình dạng của sóng gene trở nên không đối xứng, giống như răng cưa. Sự thay đổi hình dạng này giúp đồng hồ sinh học duy trì độ chính xác cần thiết để điều chỉnh các hoạt động sinh học của cơ thể.
Đáng chú ý, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sự thay đổi hình dạng này không chỉ xảy ra ở con người mà còn xuất hiện ở nhiều loài khác, bao gồm cả ruồi, chuột và nấm. Điều này cho thấy rằng cơ chế bù trừ nhiệt có thể là một đặc điểm tiến hóa quan trọng giúp các sinh vật thích nghi với môi trường thay đổi.
Đồng hồ sinh học có ảnh hưởng quan trọng đến sức khỏe của con người. Sự thay đổi hình dạng của đồng hồ sinh học có thể ảnh hưởng đến khả năng thích nghi với thay đổi múi giờ và làm việc theo ca. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ giúp phát triển các phương pháp điều trị mới cho các rối loạn sinh học và cải thiện hiểu biết về mối quan hệ giữa nhiệt độ và đồng hồ sinh học.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí PLOS Computational Biology, một trong những tạp chí hàng đầu trong lĩnh vực sinh học tính toán. Việc công bố nghiên cứu này mở ra những hướng nghiên cứu mới trong việc hiểu về cơ chế hoạt động của đồng hồ sinh học và ứng dụng trong việc cải thiện sức khỏe con người.
