打開手表內(nèi)部,，就會發(fā)現(xiàn)“計時”其實是挺復雜的一件事——需要通過零件精確的重復運動產(chǎn)生動力，秒針推動分針,，分針再推動時針一級一級向前,，周而復始。生物鐘則更為復雜,，由一系列基因和轉錄因子去調控,、平衡一系列的生理系統(tǒng)的節(jié)奏。不同于手表,，生物鐘沒有“可讀性”,，這也成為研究生物鐘的一個主要障礙，增加研究個體的最佳給藥時間,，也就是"時間治療學（Chronotherapy）"的難度,。

        日本RIKEN發(fā)育生物學中心的Hiroki  R.  Ueda和同事提供證據(jù)表明，在未來的某一天,，顯示一個人的生物鐘是可能的,。文章發(fā)表在8月份的Proceedings  of  the  National  Academy  of  Sciences上，介紹了在小鼠中超過100個與生物鐘有關的基因的表達情況分析,。這個在全基因組范圍中進行的研究使得作者可以繪制出“分子時刻表”（"molecular  timetable"  ）,，通過分析某一時刻的基因表達模式，就可以準確表示動物的生物鐘狀態(tài),。

        多數(shù)基因的表達水平基于24小時一天的周期上下波動,，就是所謂的生理節(jié)律（circadian  rhythmicity）。Ueda  等人首先鑒別了那些周期變化幅度大的基因,，這些基因表達周期和是否接觸光照無關——即使一直處于黑暗中,，這些基因的表達依然報保持原來的變化幅度和周期頻率。在小鼠的肝臟中研究人員找到168個符合這個標準的基因，并研究了這些基因表達的內(nèi)在時間和外在時間,，結果表明,，這些基因表達的高峰期可以排列成一個列表——有的在黎明，有的在黃昏,，有的在其他時間,，——可以作為生物鐘的計時標志。

        通過描繪一系列可以指示時間的基因在24小時周期中的表達情況,，Ueda發(fā)現(xiàn)可以用這些數(shù)據(jù)來精確表示個體的生物鐘,。為檢測這個“分子時鐘”的精確性，研究人員研究了動物在12小時光亮—黑暗交替周期中,，在沒有光線的情況下這168個基因的表達水平,。據(jù)信是測量生理周期活性的最佳時候。小鼠的生理周期比24小時短,，黑暗可以誘導重置生物鐘,。在這個標準下評估表達水平計算的生物鐘時間精確度為1小時之內(nèi)。結果表明,，分子時刻表不受環(huán)境噪音（例如這里的光線）的影響,。

        在小鼠中進行的另一個實驗是Clock基因的突變純合子——這個基因的喪失導致內(nèi)在生理節(jié)奏的紊亂。研究人員發(fā)現(xiàn)這種Clock/Clock突變純合子的表達節(jié)奏都被破壞,，這提示分子時刻表同樣有助于診斷周期節(jié)律病,。在不同遺傳背景的小鼠中都重復證實了這個結果，從理論上說這個方法可以用于研究所有生物的生物鐘,。在果蠅野生型和Clock突變型的研究也顯示同樣的結果,。

        這個方法可以在廣泛應用，特異靈敏準確的檢測個體的生物鐘,，以及診斷節(jié)律毛病，代表這在實現(xiàn)科學家夢寐以求的“可讀”生物鐘上前進了一大步,。這個方法在醫(yī)學上應用有一天將指導不同個體的最佳給藥時間,，將有助于提高藥效和減少副作用。