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 thêm về cơ chế phức tạp điều chỉnh các hoạt động hàng ngày của cơ thể chúng ta.
Đồng hồ sinh học là một hệ thống điều chỉnh chặt chẽ giúp cơ thể chúng ta thích nghi và phản ứng với môi trường xung quanh. 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. Trước thách thức này, các nhà nghiên cứu đã khám phá một cơ chế gọi là bù trừ nhiệt, cho phép đồng hồ sinh học duy trì sự ổn định.
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. Qua đó, 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 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. Điều đáng chú ý 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. Phát hiện này cho thấy rằng cơ chế này có thể là một phần quan trọng trong sự tiến hóa của sự sống trên Trái đất.
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, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của đồng hồ sinh học và các ứng dụng tiềm năng trong y học. Qua việc khám phá các bí mật của đồng hồ sinh học, các nhà nghiên cứu có thể mở ra những hướng đi mới trong việc điều trị các rối loạn sinh học và cải thiện chất lượng cuộc sống cho con người.