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, cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế mà đồng hồ sinh học sử dụng để điều chỉnh các hoạt động hàng ngày của cơ thể.
Đồng hồ sinh học là một hệ thống phức tạp giúp cơ thể chúng ta đồng bộ hóa với chu kỳ ngày-đêm, từ đó điều chỉnh các hoạt động sinh lý và hành vi hàng ngày. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ của các phản ứng sinh học, có khả năng làm thay đổi nhịp điệu của đồng hồ sinh học. Trước thách thức này, các nhà nghiên cứu đã tìm 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 gene trong điều kiện nhiệt độ thay đổi. Qua phân tích, họ phát hiện ra rằng hình dạng của chu kỳ gene có sự điều chỉnh ở nhiệt độ cao, với sự gia tăng nhanh chóng sau đó là sự giảm dần của mức độ RNA thông tin (mRNA). Sự thay đổi hình dạng này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chiều dài chu kỳ của đồng hồ sinh học, đảm bảo rằng các hoạt động hàng ngày của cơ thể vẫn được đồng bộ hóa đúng cách.
Khi nhiệt độ tăng, hình dạng của sóng gene có xu hướng trở nên không đối xứng, giống như răng cưa. Sự biến đổi hình dạng này là một phần của cơ chế giúp đồng hồ sinh học duy trì độ chính xác cần thiết để điều chỉnh các hoạt động sinh lý một cách hiệu quả. 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 xuất hiện 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, đặc biệt là trong việc thích nghi với thay đổi múi giờ và làm việc theo ca. Rối loạn sinh học có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe, từ mệt mỏi, rối loạn giấc ngủ đến các bệnh lý mạn tính. Với phát hiện này, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu sâu hơn 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 phức tạp 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 trong lĩnh vực sinh học tính toán. Việc công bố trên một diễn đàn khoa học uy tín như vậy cho thấy tầm quan trọng và chất lượng của nghiên cứu này, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực sinh học và y học.
