遗传学家用果蝇和小鼠作为材料，对它们进行基因诱变，然后观察出现生物钟节律变化的突变动物，再分析它们和其它节律正常的个体之间的基因差异，最终找到了一些重要基因，如Clock基因、per基因、Cry基因等等 。这些基因的表达具有明显的昼夜节律，同时它们的不同突变体，会让个体的生物钟延长或缩短，甚至彻底消失！
当然找到了基因，只是提供了理解生物钟原理的核心，但要彻底搞明白生物钟的原理，还得破译蛋白质功能之后才算得上完整，目前我们还没有完全破译生物钟蛋白是如何精确控制生物钟的详细机制 。但研究生物钟的科学家已经知道，大脑特定部位上述生物钟基因蛋白质的合成和降解周期，最终就表现为生物钟 。
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