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, cung cấp thông tin mới về cơ chế mà đồng hồ sinh học sử dụng để điều chỉnh các hoạt động hàng ngày của chúng ta.
Đồng hồ sinh học là một hệ thống phức tạp giúp cơ thể con người điều chỉnh các chức năng sinh học trong một chu kỳ 24 giờ. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng sinh học, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động 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, cho phép đồng hồ sinh học duy trì nhịp điệu của nó bất kể sự thay đổi của nhiệt độ.
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 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 hình dạng của 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. Đáng chú ý, các nhà nghiên cứu cũng đã 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 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 rối loạn sinh học có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe khác nhau, từ mệt mỏi mãn tính đến các bệnh lý nghiêm trọng hơn.
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ mở ra những hướng đi mới trong việc phát triển các phương pháp điều trị cho các rối loạn sinh học. Việc hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa nhiệt độ và đồng hồ sinh học có thể giúp cải thiện sức khỏe của con người, đặc biệt là trong môi trường làm việc và sống thay đổi nhanh chóng hiện nay.
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 không chỉ góp phần vào việc nâng cao hiểu biết về đồng hồ sinh học mà còn mở ra những cơ hội mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này.