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, giúp làm sáng tỏ thêm về cơ chế phức tạp của đồng hồ sinh học và cách nó phản ứng với các yếu tố môi trường.

Đồng hồ sinh học là một hệ thống điều chỉnh các hoạt động hàng ngày của cơ thể, đảm bảo rằng các quá trình sinh học diễn ra đúng lúc. 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, giúp duy trì nhịp điệu của đồng hồ sinh học trong điều kiện nhiệt độ thay đổi.

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, với mức độ RNA thông tin (mRNA) tăng lên nhanh chóng, sau đó giảm dần. Sự thay đổi hình dạng này cho phép duy trì chiều dài chu kỳ của đồng hồ sinh học, đảm bảo rằng các hoạt động sinh học diễn ra đúng thời gian.

Khi nhiệt độ tăng, hình dạng của sóng gene trở nên không đối xứng, giống như răng cưa. Sự thay đổi hình dạng này đóng vai trò quan trọng trong việc giúp đồng hồ sinh học duy trì độ chính xác. Điều đáng chú ý là sự thay đổi hình dạng này không chỉ xảy ra ở con người mà còn được quan sát thấy ở nhiều loài khác, bao gồm 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, và hiểu rõ hơn về cách đồng hồ sinh học phản ứng với nhiệt độ có thể giúp phát triển các phương pháp điều trị mới.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ giúp nâng cao hiểu biết về mối quan hệ giữa nhiệt độ và đồng hồ sinh học, từ đó mở ra những hướng nghiên cứu mới trong việc điều trị các rối loạn sinh học và cải thiện sức khỏe con người. 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.