Nhịp sinh học, còn được gọi là đồng hồ bên trong cơ thể, điều phối thời gian của các quá trình sinh hóa, sinh lý và hành vi. Sự gián đoạn của đồng hồ này có thể gây ra một số bệnh, bao gồm ung thư, bệnh tim mạch và dễ bị nhiễm trùng.
Chu kỳ nghỉ-thức giờ đây đã được hiểu rõ hơn nhờ nghiên cứu từ Đại học Massachusetts Amherst về các đột biến di truyền tác động đến nhịp sinh học. Công trình này cũng đưa ra một góc nhìn mới mẻ về cách nghiên cứu bệnh tật ở người và cuối cùng là tạo ra các phương pháp điều trị y học mới.
Nhà sinh học thần kinh Eric Bittman, Giáo sư danh dự về Sinh học, cho biết: “Chúng tôi đang nghiên cứu hai đột biến, cả hai đều ảnh hưởng đến khả năng phản ứng của chúng ta với những thay đổi trong chu kỳ ánh sáng. Cả hai đều tăng tốc đồng hồ. Chúng tiết lộ mức độ dễ bị tổn thương của chúng ta trước những gián đoạn trong ánh sáng: lịch trình đen tối.”
Các nhà khoa học đã xác định được một đột biến lặn mà họ gọi là Duper, là một khiếm khuyết trong gen điều hòa sinh học Cryptochrome 1 (CRY1) của chuột đồng Syria. Họ đã cải tiến bản phác thảo bộ gen của chuột đồng bằng cách sử dụng bản đồ đồng hợp tử nhanh chóng, tạo ra một mô hình nghiên cứu di truyền tiên tiến để kiểm tra các rối loạn ở người.
Nhóm nghiên cứu tập trung vào tác động của stress ở chuột đồng biến đổi gen trong một môi trường giấy theo dõi vừa được đăng trên PNAS. Các nhà khoa học đã phát hiện ra vai trò trước đây chưa được công nhận của CRY1 đối với bệnh tim và rối loạn sinh học, đó là sự đồng bộ hóa của đồng hồ sinh học với các tín hiệu bên ngoài.
Bittman giải thích, “Duper tăng tốc đồng hồ trong điều kiện không đổi và nó có thể dịch chuyển tới 180 độ để đáp ứng ngay cả với một xung ánh sáng ngắn. Chúng tôi nghi ngờ điều này có thể liên quan đến việc tìm hiểu tác động của tình trạng lệch múi giờ và làm việc theo ca.”
“Các cơ quan của cơ thể thiết lập lại đồng hồ của chúng ở các tốc độ khác nhau sau khi bị gián đoạn sinh học. Sự sai lệch thời gian này được cho là gây ra những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe liên quan đếnca làm việc thứ i. Hầu như tất cả các quá trình sinh lý của chúng ta đều diễn ra nhịp nhàng.”
Những con chuột hamster mắc bệnh cơ tim đã giảm tuổi thọ do thay đổi giai đoạn kéo dài 8 giờ, bắt chước tình trạng bị lệch múi giờ mỗi tuần. Tuy nhiên, tuổi thọ ngắn hơn của chuột đồng đột biến đã bị đảo ngược do đột biến đã đẩy nhanh quá trình thích nghi của chúng với sự thay đổi chu kỳ sáng-tối.
Bittman nói, “Những phát hiện này có ý nghĩa trong việc xác định các con đường liên quan đến đồng hồ sinh học của con người.”
“Đối với những người bị jet lag hoặc hàng triệu người làm việc theo ca, có thể mất vài ngày, đôi khi vài tuần để cơ thể – các cơ quan khác nhau – trở lại mối quan hệ tạm thời bình thường. Nhiều người trong chúng ta phá vỡ hệ thống sinh học của chúng ta khi chúng ta tiếp xúc với ánh sáng vào buổi tối muộn, chẳng hạn như khi nhìn vào điện thoại di động và màn hình máy tính. Có thể mất vài tuần cho đến khi não của bạn có được mối quan hệ phù hợp với gan và thận.”
“Nghiên cứu cho thấy rằng tất cả chúng ta phải lưu tâm đến việc môi trường ảnh hưởng đến chúng ta như thế nào.” đồng hồ sinh học. Cụ thể, các bệnh viện cần phải nhạy cảm với thời gian sáng và tối trong phòng bệnh nhân. “Chúng ta cần chú ý đến mối quan hệ thời gian giữa các cơ quan và giữa đồng hồ chủ với não, cũng như cách nó điều chỉnh đồng hồ trong não cũng như ở các cơ quan ngoại vi và nhạy cảm với ánh sáng: môi trường tối.”
Tạp chí tham khảo:
- Chip Sisson và cộng sự. Đột biến lừa đảo tiết lộ các chức năng không bị nghi ngờ trước đây của Cryptochrome 1 trong việc điều chỉnh sinh học và bệnh tim. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2121883119
