Il funzionamento degli orologi biologici potrebbe portare alla scienza che può trasformare un mattiniero in un nottambulo o viceversa, così come altri progressi, come aiutare i raccolti a crescere tutto l'anno.

In Recensioni di fisica applicata , gli scienziati della Penn State riferiscono sul loro lavoro facendo progredire le conoscenze sui ritmi circadiani, il processo naturale che regola i modelli di sonno e veglia negli esseri umani, animali, e piante.

I ricercatori hanno identificato un insieme di geni, chiamati geni orologio, che controllano questi ritmi. Ma una rete di geni più complicata di quanto precedentemente noto sembra correlata ai ritmi circadiani. Comprendere più a fondo questa rete è la chiave per capire come funzionano i ritmi e come potrebbero essere modificati.

Gli autori descrivono in dettaglio un modello statistico che stanno utilizzando per identificare tutti i geni coinvolti in questa rete. Con l'aiuto di scienziati di altre discipline, sperano di comprendere appieno come questi geni lavorano insieme per rendere una persona più produttiva al mattino presto mentre un'altra prospera nel cuore della notte.

Ciò potrebbe portare alla creazione di farmaci che aiuterebbero qualcuno che è naturalmente una persona diurna ma è tenuto a lavorare di notte, o uno che lotta per essere produttivo come prima cosa al mattino.

"Se comprendiamo il gene di un nottambulo, possiamo sviluppare un farmaco per attivare quel gene per un mattiniero che deve vivere uno stile di vita come un nottambulo, " ha detto l'autore Rongling Wu, direttore del Center for Statistical Genetics a Penn State.

Ci sono anche possibili benefici per la salute. I ritmi circadiani perturbati sono stati collegati a problemi di salute tra cui depressione, ansia, aumento di peso, e malattie cardiovascolari.

E mentre la maggior parte delle persone probabilmente pensa ai ritmi circadiani negli esseri umani, piante e animali li hanno, pure. Una svolta nella comprensione della rete dei geni dell'orologio potrebbe contribuire ad aumentare la produzione agricola.

Per esempio, Grano, che tende a "riposare" durante le ore centrali della giornata, potrebbe essere modificato per crescere tutto il giorno ed essere raccolto più rapidamente. Oppure un raccolto che non cresce bene nelle aree settentrionali con meno luce diurna e temperature più fredde potrebbe avere geni alterati per fargli ignorare quelle condizioni.

"Possiamo aumentare la nostra produzione, " Wu ha detto. "Se possiamo attivare il gene corretto, possiamo usare tutto quel tempo. Ma dobbiamo riunire diversi ricercatori di altri campi per comprendere meglio un problema così complesso".