Le fonctionnement des horloges biologiques pourrait conduire à la science qui peut transformer un lève-tôt en un oiseau de nuit ou vice versa ainsi que d'autres avancées, comme aider les cultures à pousser toute l'année.

Dans Examens de physique appliquée , des scientifiques de Penn State rendent compte de leurs travaux faisant progresser les connaissances sur les rythmes circadiens, le processus naturel qui régit les habitudes de sommeil et d'éveil chez l'homme, animaux, et les plantes.

Les chercheurs ont identifié un ensemble de gènes, appelés gènes d'horloge, qui contrôlent ces rythmes. Mais un réseau de gènes plus compliqué qu'on ne le savait auparavant semble lié aux rythmes circadiens. Une meilleure compréhension de ce réseau est essentielle pour comprendre comment les rythmes fonctionnent et pourraient potentiellement être modifiés.

Les auteurs détaillent un modèle statistique qu'ils utilisent pour aider à identifier tous les gènes impliqués dans ce réseau. Avec l'aide de scientifiques d'autres disciplines, ils espèrent bien comprendre comment ces gènes fonctionnent ensemble pour rendre une personne plus productive tôt le matin tandis qu'une autre prospère au milieu de la nuit.

Cela pourrait conduire à la création de médicaments qui aideraient quelqu'un qui est naturellement une personne de jour mais qui doit travailler la nuit, ou quelqu'un qui a du mal à être productif dès le matin.

"Si nous comprenons le gène d'un oiseau de nuit, nous pouvons développer un médicament pour activer ce gène pour un lève-tôt qui doit vivre comme un oiseau de nuit, " a déclaré l'auteur Rongling Wu, directeur du Center for Statistical Genetics de Penn State.

Il y a aussi des bienfaits possibles pour la santé. Les rythmes circadiens perturbés ont été liés à des problèmes de santé, notamment la dépression, anxiété, gain de poids, et les maladies cardiovasculaires.

Et tandis que la plupart des gens pensent probablement aux rythmes circadiens chez les humains, les plantes et les animaux en ont, trop. Une percée dans la compréhension du réseau horloge-gène pourrait aider à augmenter la production végétale.

Par exemple, blé, qui a tendance à "se reposer" en milieu de journée, pourrait être modifié pour pousser toute la journée et être récolté plus rapidement. Ou une culture qui ne pousse pas bien dans les régions nordiques avec moins de lumière du jour et des températures plus froides pourrait avoir des gènes modifiés pour la faire ignorer ces conditions.

"Nous pouvons augmenter notre production, " dit Wu. " Si nous pouvons activer le bon gène, nous pouvons utiliser tout ce temps. Mais nous devons rassembler différents chercheurs d'autres domaines pour mieux comprendre un problème aussi complexe."