１９９７年５月１７日，美國西北大學的研究人員找到了控制實驗鼠生物鐘的一種基因，首次揭示了哺乳動物生物鐘的作用機制之謎，這對瞭解人類自身生物鐘的運行機制具有重要意義。
以西北大學約瑟夫·塔卡哈什為首的研究小組在５月１７日出版的《細胞》雜誌上報道說，他們通過人工培養生物節律發生混亂的實驗鼠，找到了控制其生物鐘的一種關鍵化學物質，然後確定了決定這種化學物質存在的一種叫做“時鐘”的基因。
塔卡哈什等人先是用藥物使雄鼠的精子發生變異，然後用這種變異精子繁殖新一代實驗鼠並將其完全置於黑暗中，打亂其生物節律，使其生物週期比正常實驗鼠長幾個小時。經過兩年時間和在２４００個實驗鼠身上進行實驗，塔卡哈什等人終於找到生物鐘基因，命名為“時鐘”。這種基因在正常情況下能夠產生一種由８５５種氨基酸組成的特殊“時鐘”蛋白質，並通過這種蛋白質控制總數在１０個左右、現在尚未被科學家確定的可具體調控生物節律的基因。
長久以來，生物鐘的作用機制一直是個科學之謎。科學家們只知道生物鐘可以控制包括人類在內的多種動物睡眠和清醒的週期、體內激素分泌、新陳代謝速率、體溫等多種生理行為，但對生物鐘的組成和其通過什麼形式完成上述工作一直未能搞清。尋求瞭解生物鐘構造的科學家們近年來找到了與果蠅和真菌等簡單生物的生物鐘有關的基因，但在哺乳動物研究上一直未能取得突破。
塔卡哈什等人還發現，時鐘蛋白質幾乎遍佈實驗鼠身上每個重要部位和器官。