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 cơ chế quan trọng giúp cơ thể con người điều chỉnh các hoạt động hàng ngày, từ chu kỳ thức – ngủ đến các quá trình sinh học khác. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể ảnh hưởng 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 sử 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 trong điều kiện nhiệt độ cao. Qua phân tích, họ đã phát hiện ra rằng hình dạng của chu kỳ gene thay đổi ở nhiệt độ cao. Cụ thể, mức độ RNA thông tin (mRNA) tăng lên nhanh chóng và sau đó giảm dần. Sự thay đổi hình dạng này giúp duy trì chiều dài chu kỳ của đồng hồ sinh học, đảm bảo rằng các hoạt động sinh học diễn ra đúng theo nhịp điệu 24 giờ.
Khi nhiệt độ tăng, hình dạng của sóng gene trở nên không đối xứng, giống như răng cưa. Sự thay đổi hình dạng này đóng vai trò quan trọng trong việc giúp đồng hồ sinh học duy trì độ chính xác. Điều đáng chú ý là sự thay đổi hình dạng này không chỉ xảy ra ở con người mà còn được quan sát thấy 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 bảo tồn tiến hóa, giúp các sinh vật duy trì nhịp điệu sinh học trong các điều kiện môi trường khác nhau.
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 rối loạn sinh học có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe, bao gồm rối loạn giấc ngủ, vấn đề tiêu hóa và tăng nguy cơ mắc các bệnh mãn tính.
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. Thông qua việc hiểu rõ hơn về cơ chế bù trừ nhiệt, các nhà khoa học có thể tìm ra các cách thức mới để hỗ trợ sức khỏe con người trong các điều kiện môi trường khác nhau.
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 trên một tạp chí uy tín giúp tăng cường sự tin tưởng vào các phát hiện và mở ra các cơ hội cho việc nghiên cứu sâu hơn về đồng hồ sinh học và các ứng dụng tiềm năng trong y học.