در تحلیلی نظری، رفتار دوگانه ی ساعت های چرخه ای بررسی شده است؛ این ساعت ها که باید برای حفظ اعمال حیاتی بدن کوک بمانند، توانایی هماهنگ شدن با تغییرات دوره ای و فصلی را نیز دارند.

در بیشتر موجودات زنده، سازوکارهای زیست-شیمیایی، سوخت و ساز بدن و الگوی خواب را با چرخه ی روز و شب هماهنگ می کنند. ساعت های چرخه ای باید به اندازه ی کافی کوک بمانند تا بتوانند با وجود نوسانات در میزان نور و دما، یک روند بیست و چهار ساعته را حفظ کنند؛ از سوی دیگر، این ساعت ها باید بسیار انعطاف پذیر باشند تا با تغییراتی مانند موارد فصلی، هماهنگ شوند. اما چگونه می توان، به صورت هم زمان، تمام این ویژگی های ظاهرا متفاوت را دارا بود؟ نظریه پردازانی از دانشگاه توکیو، در ژاپن، پیشنهاد می دهند که فرآیندهایی که این ساعت ها را کوک نگاه می دارند، خود سبب انعطاف پذیری شان نیز می شوند.

iStockphoto.com/MarkSwallow

تتسوهیرو هاتاکیاما و کونیهیکو کانکو دو مدل که در مجموع تمام ساعت های چرخه ای را توصیف می کنند، تحلیل نموده اند. در این چنین مدل هایی، تغییرات چرخه ای شاخص هایی مانند دما یا نور، بر واکنش های بیوشیمیایی ای که عملکردهای زیستی را تنظیم می کنند، تاثیر می گذارند.

این پژوهش گران، اثر تغییرات شاخصه ی دما را بر گام های زیست شیمیایی کلیدی، در ساعت های چرخه ای، بررسی کرده اند. آن ها، معکوس تغییرات دوره ی تناوب ساعت ها با دما، را به عنوان سنجه ای برای میزان کوک بودن آنها، قرار داده و این کمیت را برای دو نوع ساعت اندازه گیری کردند. در مرحله ی بعد دما به صورت دوره ای تغییر داده شده و میزان هماهنگی ساعت ها با این تغییرات مورد بررسی قرار گرفته است. هاتاکیاما و کانکو، با حل معادله های غیر خطی توصیف کننده ی ساعت ها، در دو مدل، دریافتند که ساعت هایی که بیش از همه کوک می مانند، انعطاف پذیرترین ها -سریع ترین ها در هماهنگ شدن با تغییرات دوره ای دما- نیز می باشند. همچنین رابطه ای عمومی و سنجش پذیر میان میزان کوک ماندن و انعطاف پذیری، در تمام ساعت های چرخه ای، استخراج شد.

منبع:

Robust Yet Flexible Cloks

مرجع: