Một nghiên cứu gần đây đã đưa ra bằng chứng cho thấy đồng hồ sinh học của con người có khả năng thích nghi với điều kiện nhiệt độ cao bằng cách điều chỉnh hình dạng của chu kỳ gene. 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 cách cơ thể chúng ta duy trì sự ổn định của đồng hồ sinh học trong môi trường thay đổi.
Đồng hồ sinh học là một cơ chế phức tạp giúp điều chỉnh các hoạt động hàng ngày của cơ thể. 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 ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cao.
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 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. 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. Điều 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 rối loạn sinh học có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe, bao gồm cả rối loạn giấc ngủ và các bệnh chuyển hóa. Do đó, nghiên cứu này mở ra hy vọng cho 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, một trong những tạp chí hàng đầu trong lĩnh vực sinh học tính toán. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng công trình của họ sẽ tiếp tục được mở rộng và ứng dụng trong việc tìm kiếm các giải pháp cho các vấn đề sức khỏe liên quan đến đồng hồ sinh học.
