Một nghiên cứu đột phá mới đây đã khám phá ra khả năng đáng kinh ngạc của đồng hồ sinh học con người trong việc duy trì nhịp điệu 24 giờ ổn định, ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cao. Các nhà khoa học 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 chi phối nhịp sinh học của chúng ta.
Đồng hồ sinh học là một hệ thống điều tiết quan trọng giúp cơ thể con người điều phối các hoạt động hàng ngày. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể tác động đến tốc độ của các phản ứng sinh học, từ đó ảnh hưởng đến sự chính xác của đồng hồ sinh học. Để đối phó với thách thức này, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một cơ chế gọi là bù trừ nhiệt, cho phép đồng hồ sinh học điều chỉnh và duy trì nhịp điệu ổn định.
Các nhà khoa học 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 sự biến đổi của gene. Qua đó, họ đã phát hiện ra rằng hình dạng của chu kỳ gene trải qua một sự 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 lên, hình dạng của sóng gene trở nên không đối xứng, giống như hình răng cưa. Sự biến đổi hình dạng này cho phép đồng hồ sinh học duy trì độ chính xác cần thiết. Đáng chú ý, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng hiện tượng này không giới hạn ở một loài cụ thể, mà xuất hiện ở nhiều loài khác nhau, bao gồm cả ruồi, chuột và nấm.
Đồng hồ sinh học đóng một vai trò quan trọng trong việc quyết định sức khỏe và trạng thái tổng thể của con người. Sự thay đổi trong hình dạng của đồng hồ sinh học có thể ảnh hưởng đến khả năng thích nghi của cơ thể với thay đổi múi giờ và làm việc theo ca. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những phát hiện này sẽ mở ra những hướng nghiên cứu mới trong việc phát triển các phương pháp điều trị cho các rối loạn sinh học và nâng cao hiểu biết về mối tương quan giữa nhiệt độ và đồng hồ sinh học.
Nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí PLOS Computational Biology, đóng góp vào lĩnh vực nghiên cứu về sinh học và đồng hồ sinh học, đồng thời khẳng định tiềm năng của các nghiên cứu liên ngành trong việc khám phá những bí ẩn của cơ thể sống.