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 ngay cả 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, làm sáng tỏ cơ chế giúp cơ thể chúng ta điều chỉnh các hoạt động hàng ngày.
Đồng hồ sinh học là một hệ thống phức tạp giúp điều tiết các chức năng sinh học của cơ thể theo chu kỳ 24 giờ. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng sinh học, từ đó làm thay đổi nhịp điệu của đồng hồ sinh học. Để đối phó với thách thức 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 sự gia tăng nhanh chóng của mức độ RNA thông tin (mRNA) 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, tương tự như hình dạng của răng cưa. Sự biến đổi hình dạng này cho phép đồng hồ sinh học duy trì độ chính xác cần thiết. 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 ở nhiều loài khác, bao gồm ruồi, chuột và nấm.
Đồng hồ sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết sức khỏe của con người. Sự thay đổi hình dạng của đồng hồ sinh học có thể ảnh hưởng đến khả năng thích nghi của cơ thể với thay đổi múi giờ và làm việc theo ca. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ góp phần vào việc 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, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của đồng hồ sinh học và cách nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường.