１９９７年５月１７日，美國西北大學(xué)的研究人員找到了控制實(shí)驗(yàn)鼠生物鐘的一種基因，首次揭示了哺乳動(dòng)物生物鐘的作用機(jī)制之謎，這對(duì)了解人類自身生物鐘的運(yùn)行機(jī)制具有重要意義。
以西北大學(xué)約瑟夫·塔卡哈什為首的研究小組在５月１７日出版的《細(xì)胞》雜志上報(bào)道說，他們通過人工培養(yǎng)生物節(jié)律發(fā)生混亂的實(shí)驗(yàn)鼠，找到了控制其生物鐘的一種關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)，然后確定了決定這種化學(xué)物質(zhì)存在的一種叫做“時(shí)鐘”的基因。
塔卡哈什等人先是用藥物使雄鼠的精子發(fā)生變異，然后用這種變異精子繁殖新一代實(shí)驗(yàn)鼠并將其完全置于黑暗中，打亂其生物節(jié)律，使其生物周期比正常實(shí)驗(yàn)鼠長幾個(gè)小時(shí)。經(jīng)過兩年時(shí)間和在２４００個(gè)實(shí)驗(yàn)鼠身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，塔卡哈什等人終于找到生物鐘基因，命名為“時(shí)鐘”。這種基因在正常情況下能夠產(chǎn)生一種由８５５種氨基酸組成的特殊“時(shí)鐘”蛋白質(zhì)，并通過這種蛋白質(zhì)控制總數(shù)在１０個(gè)左右、現(xiàn)在尚未被科學(xué)家確定的可具體調(diào)控生物節(jié)律的基因。
長久以來，生物鐘的作用機(jī)制一直是個(gè)科學(xué)之謎�？茖W(xué)家們只知道生物鐘可以控制包括人類在內(nèi)的多種動(dòng)物睡眠和清醒的周期、體內(nèi)激素分泌、新陳代謝速率、體溫等多種生理行為，但對(duì)生物鐘的組成和其通過什么形式完成上述工作一直未能搞清。尋求了解生物鐘構(gòu)造的科學(xué)家們近年來找到了與果蠅和真菌等簡單生物的生物鐘有關(guān)的基因，但在哺乳動(dòng)物研究上一直未能取得突破。
塔卡哈什等人還發(fā)現(xiàn)，時(shí)鐘蛋白質(zhì)幾乎遍布實(shí)驗(yàn)鼠身上每個(gè)重要部位和器官。