Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Toán học và Lý thuyết Liên ngành RIKEN (iTHEMS) ở Nhật Bản đã thực hiện một nghiên cứu đột phá, phát hiện ra rằng đồng hồ sinh học của con người có khả năng duy trì nhịp điệu 24 giờ trong điều kiện nhiệt độ cao bằng cách thay đổi hình dạng của chu kỳ gene.

Đồng hồ sinh học là một cơ chế phức tạp giúp cơ thể chúng ta điều chỉnh các hoạt động hàng ngày. Tuy nhiên, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng sinh học, khiến đồng hồ sinh học bị thay đổi. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã tìm ra một cơ chế gọi là bù trừ nhiệt, giúp duy trì nhịp điệu của đồng hồ sinh học.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật toán học gọi là phương pháp nhóm tái chuẩn hóa để phân tích dữ liệu. 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 giúp 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. 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.

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 nhà nghiên cứu hy vọng rằng nghiên cứu này 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 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 về sinh học tính toán. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng kết quả của nghiên cứu này sẽ mở ra những hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực sinh học và giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của đồng hồ sinh học.

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã biết rằng đồng hồ sinh học có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm. Tuy nhiên, cơ chế chính xác mà đồng hồ sinh học sử dụng để duy trì nhịp điệu 24 giờ vẫn chưa được hiểu rõ. Nghiên cứu này đã cung cấp một bước tiến quan trọng trong việc hiểu rõ cơ chế này.