Một nghiên cứu gần đây đã đưa ra phát hiện quan trọng 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, giúp làm sáng tỏ thêm về cơ chế phức tạp của đồng hồ sinh học và cách nó thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau.
Đồng hồ sinh học là một hệ thống tinh vi giúp cơ thể chúng ta điều chỉnh các hoạt động hàng ngày, từ thức dậy đến đi ngủ và các quá trình sinh học khác. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ của các phản ứng sinh học, từ đó làm thay đổi nhịp điệu 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 sự ổn định của đồng hồ sinh học.
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 đó, họ đã phát hiện ra rằng hình dạng của chu kỳ gene thay đổi ở nhiệt độ cao, với mức độ RNA thông tin (mRNA) tăng lên nhanh chóng và sau đó giảm dần. Sự thay đổi hình dạng này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chiều dài chu kỳ của đồng hồ sinh học.
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 cho các hoạt động sinh học. Điều thú vị là các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sự thay đổi hình dạng này xuất hiện ở nhiều loài, bao gồm cả ruồi, chuột và nấm.
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 về sinh học tính toán. Việc công bố nghiên cứu này mở ra những hướng đi mới trong việc tìm hiểu về cơ chế hoạt động của đồng hồ sinh học và cách nó tương tác với môi trường xung quanh.
Các nhà nghiên cứu tin rằng những phát hiện này không chỉ giúp làm sáng tỏ hơn về hoạt động của đồng hồ sinh học mà còn có tiềm năng ứng dụng trong việc cải thiện sức khỏe con người. Bằng cách hiểu rõ hơn về cách đồng hồ sinh học thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau, chúng ta có thể phát triển các chiến lược mới để giảm thiểu các rối loạn sinh học và cải thiện chất lượng cuộc sống.
