你的身体有一个时钟——而现代生活的种种辛劳，使得这个时钟可能与外部世界的节奏不符。这些昼夜节律驱动着身体大小不一的生理过程，并能影响从我们思维的敏捷度到我们如何——以及何时——体重增加的一切。这意味着内部时间与外部时间的差异会让人非常痛苦。
正如你可能想象的那样，研究人员渴望更多地了解这个时钟是如何运作的。但要测量不同人的时钟却很困难。传统的方法需要经过数小时抽取大量的血液样本来测量褪黑素的变化。“这既昂贵又给病人带来了负担，”西北大学计算生物学家Rosemary Braun说。但了解特定人独特的内部时间，可以实现更有效的药物输送，因为人体在一天中的不同时间有不同的运作方式。
Braun是一篇新论文的第一作者，该论文概述了一个只需抽取两份血液样本，然后使用名为TimeSignature的算法来确定体内时间的流程。这是迄今为止开发的最直接、最普遍适用的测试。为了开发这项测试，研究人员训练算法在血液样本中寻找约40种特定基因的化学证据。他们通过分析一个更大的数据集，找出那些在特定时间表达的基因，从而选择了这40种基因。
研究表明，无论病人是生病还是健康，该算法都有效。这一点很重要，因为基因表达——你的基因激活，促使化学物质产生并帮助身体运作的方式——会受到诸如睡眠多少等简单因素的影响。
Braun说，这种方法之所以有效，部分原因在于它超越了（相对）易于理解的宏观过程，如睡眠和清醒，这些过程可以归因于身体的时钟。“它还控制着低至细胞水平的生物学过程，”她说。我们40%到50%的基因对人的身体时钟有反应。“知道有这么多基因对昼夜节律时钟有反应，让我们想到在血液中寻找可能与一天中的时间相关的基因活动模式，”Braun说。血液中的基因活动表现为化学物质。她说，他们测量了约20,000种不同的基因，“然后我们训练了一台计算机，让它学习哪些基因最能预测时间，以及如何组合这些标记物以获得非常准确的生理时间评估。”
身体的所有细胞都有微小的内部时钟，这些时钟由下丘脑的一部分调控，包括褪黑素。这就是为什么通过测量数小时内的褪黑素水平可以准确了解身体的内部时间，正如当前的临床测试那样。通过观察由褪黑素水平决定的基因表达的化学证据，这种新测试本质上是颠覆了旧测试，同时纳入了旧测试未曾考虑过的其他因素。它还具有预测性，这意味着它可以从现有数据中推断，并且需要更少的数据点。西北大学已为这项血液检测申请了专利，但算法和软件将公开可用。
研究人员发现了一个意想不到的结果——Braun说，那些最能预测身体时钟的基因并非都“是我们所说的核心时钟基因”。“很多基因都与其他的生物学过程有关，但它们受时钟的调控。它们受到时钟如此严格的调控，以至于观察它们就成了时钟本身的良好标志。”
