昼夜节律运动输出周期失败; CLOCK

CLOCK，小鼠，同源

HGNC 批准的基因符号：CLOCK

细胞遗传学位置：4q12 基因组坐标（GRCh38）：4:55,427,903-55,546,909（来自 NCBI）

▼ 说明

生物过程的昼夜节律是所有真核生物和一些原核生物的基本特性。这些节奏是由内部计时系统驱动的。外部环境的变化，特别是明暗周期的变化，会影响这种生物钟。在缺乏时间线索的恒定环境条件下，生物钟驱动的节律显示接近但通常不等于 24 小时的周期。下丘脑双侧成对的视交叉上核（SCN）被认为包含调节哺乳动物大部分（如果不是全部）昼夜节律的主生物钟。 CLOCK 基因编码对昼夜节律至关重要的基本螺旋-环-螺旋（bHLH）-PAS（参见 603349）转录因子（King 等，1997）。

▼ 克隆与表达

金等人（1997）使用定位克隆来鉴定小鼠的时钟基因。他们发现它是一个大的转录单位，7.5 kb 和大约 10 kb 的 mRNA 转录物都是由它产生的。该基因编码 855 个氨基酸的多肽，该多肽是 bHLH-PAS 转录因子家族的新成员，具有预测 DNA 结合、蛋白质二聚化和激活结构域的特征。金等人（1997）指出果蝇的昼夜节律基因“Period”（PER1; 602260）还编码包含 PAS 结构域的时钟蛋白，这表明该基序可能定义了昼夜节律时钟机制的进化保守特征。

作为定位克隆的补充方法，Antoch 等人（1997）使用在转基因小鼠中表达的 BAC 克隆进行体内互补来鉴定昼夜节律时钟基因。 140 kb BAC 转基因完全挽救了 Clock 突变小鼠的长周期和节律丧失表型。对重叠 BAC 转基因的分析表明，一个大的转录单位代表时钟基因并编码一种新的 bHLH-PAS 结构域蛋白。 Clock 基因的过度表达缩短了周期长度，超出了野生型范围，这提供了额外的证据，证明 Clock 是昼夜节律起搏系统的一个组成部分。总而言之，他们的结果证明了“救援克隆”的原理。是一种在小鼠中有效且确定的方法。

Steeves 等人通过搜索 EST 数据库并筛选下丘脑 cDNA 文库（1999）获得了编码CLOCK的人类cDNA。推导的846个氨基酸的蛋白质保留了小鼠蛋白质的结构特征，与其96%相同。 Northern 印迹分析显示，在大多数测试组织中，主要的 10.0-kb 转录物和主要的 8.0-kb 转录物表达，其中睾丸和骨骼肌中的表达水平最高，而肺、肝脏和胸腺中的表达水平最低。仅在睾丸中检测到了 4.0-kb 的小转录本。小脑中 10 kb 转录物的水平升高。原位杂交分析表明，CLOCK 在视交叉上核、视上核和小脑中强烈表达。

土井等人（2006）报道，CLOCK 具有与 ACTR（NCOA3; 601937）相似的结构域结构，ACTR 是组蛋白乙酰转移酶（HAT） SRC 家族的成员。两种蛋白均含有一个 N 端 bHLH 结构域，随后是 2 个 PAS 结构域、一个富含丝氨酸的核受体相互作用结构域（NRID）和一个 C 端富含谷氨酰胺的区域。富含谷氨酰胺的区域包含乙酰辅酶A结合基序，这是 HAT 的标志。

▼ 基因功能

Reppert 和 Weaver（1997）评论说，对昼夜节律的研究将为人类睡眠控制及其紊乱、轮班工作和时差反应的影响以及随着年龄增长而发生的睡眠紊乱提供新的见解。他们回顾了昼夜节律主题，并举例说明了 Clock 如何作为昼夜节律时钟元素发挥作用的 3 个假设模型。他们指出，1997年是发现视交叉上核具有生物钟功能的银周年。

盖卡基斯等人（1998）使用酵母 2 杂交筛选来寻找与时钟蛋白相互作用的蛋白质。分离出 ct Bmal1（ARNTL; 602550）蛋白并发现其与 Clock 形成二聚体。 Bmal1 与 Clock 和 Per1 一起存在于视交叉上核和视网膜中。 Clock-Bmal1 异二聚体能够结合 DNA 并激活 E框元件（CACGTG）的转录，E框元件是一种转录因子结合位点，发现于小鼠 Per1 和果蝇 Per 基因附近。来自显性失活时钟等位基因的突变时钟与 Bmal1 形成异二聚体，结合 DNA 但无法激活转录。作者得出结论，Clock-Bmal1 异二聚体似乎驱动 Per 转录振荡的正向成分。

达林顿等人（1998）表明果蝇时钟基因与果蝇BMAL1同源物形成异二聚体。这些蛋白质通过 Per 启动子中的 E框序列以及 Timeless（TIM; 603887）启动子中包含 E框序列的 18 bp 元件发挥作用，激活 Per 和 Tim 转录。 period 和 timeless 蛋白阻断了 Clock 通过 E框激活 Tim 和 Per 启动子的能力。因此，作者得出结论，时钟驱动Period和Timeless的表达，这反过来又抑制时钟的活动并关闭昼夜节律循环。

Maemura 等人通过酵母 2 杂交分析人脐静脉内皮细胞（HUVEC） cDNA（2000）发现 CLIF（ARNTL2; 614517）与 CLOCK 相互作用。迁移分析和突变分析表明，CLIF 与 CLOCK 形成异二聚体，并与 PER1 启动子的 E框结合。在 HUVEC 中 CLIF 与 CLOCK 共表达导致 CLOCK 依赖性 PAI1（SERPINE1; 173360）表达升高，并且 PAI1 启动子内 E框的突变消除了 CLIF/CLOCK 的结合。 PER2（603426）和 CRY1（601933）抑制 PAI1 启动子的 CLIF/CLOCK 依赖性反式激活。

麦克纳马拉等人（2001）报道了核受体 RARA（180240）和 RXRA（180245）与 CLOCK 和 MOP4（NPAS2; 603347）之间的激素依赖性相互作用。他们发现这些相互作用对血管细胞中时钟基因表达的 CLOCK-BMAL1 和 MOP4-BMAL1 异二聚体介导的转录激活产生负调节。 MOP4 在脉管系统中表现出强大的节律，而视黄酸可以在体内和体外血清诱导的平滑肌细胞中相移 PER2 mRNA 节律，为时钟基因表达的激素控制提供分子机制。麦克纳马拉等人（2001）提出，核激素的昼夜节律或周期性可用性可能在重置外周血管时钟中发挥关键作用。

谢尔曼等人（2000）证明，在老鼠中，主生物钟的核心机制由相互作用的正负转录和转录反馈环组成。对 Clock/Clock 突变小鼠、Per2 纯合突变小鼠和 Cry 缺陷小鼠的分析揭示了 Bmal1 节律的显着改变，这与 Per2 在 Bmal1 环的正向调节中的主导作用一致。 Cry 对 Clock:Bmal1 介导的转录抑制的体外分析表明，这种抑制是通过直接的蛋白质-蛋白质相互作用实现的，与 Per 和 Tim 蛋白质无关。 Per2 是 Bmal1 循环的正调节因子，Cry1 和 Cry2（603732）是 period 和 Cryptochrome 循环的负调节因子。

鲁特等人（2001）证明 Clock:BMAL1 和 NPAS2:BMAL1 异二聚体的 DNA 结合活性受到纯化系统中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）辅因子的氧化还原状态的调节。氧化还原辅助因子 NAD（H）和 NADP（H）的还原形式可强烈增强 Clock:BMAL1 和 NPAS2:BMAL1 异二聚体的 DNA 结合，而氧化形式则具有抑制作用。鲁特等人（2001）提出了食物、神经元活动或两者可能通过直接调节细胞氧化还原状态来控制生物钟的可能性。

埃切加雷等人（2003）证明小鼠肝脏中核心时钟机制的转录调控伴随着 H3 组蛋白（见 602810）乙酰化的节律，并且 H3 乙酰化是 Cry 抑制作用的潜在目标。 Per1、Per2 和 Cry1 基因的启动子区域在 H3 乙酰化和 RNA 聚合酶 II（参见 180660）结合方面表现出昼夜节律，与相应的稳态 mRNA 节律同步。组蛋白乙酰转移酶 p300（602700）在体内以时间依赖性方式与 Clock 一起沉淀。此外，Cry 蛋白抑制 p300 诱导的 Clock/Bmal1 介导的转录增加。埃切加雷等人（2003）得出结论，相对于 Per 节律，Cry1 mRNA 节律的时间延迟是由于 Rev-Erb-α（602408）和 Clock/Bmal1 的协调活动所致，并定义了一种新的昼夜节律相位控制机制。

康德拉托夫等人（2003）表明，小鼠胚胎成纤维细胞中核时钟积累的昼夜节律调节依赖于 Bmal1 的表达。在人类细胞中异位共表达后形成 Clock-Bmal1 二聚体，导致两种蛋白的共依赖性磷酸化，与 Clock 核易位和降解紧密耦合。结合依赖性共调节对于 Clock-Bmal1 相互作用是特异的，因为没有其他能够与 Clock 或 Bmal1 形成复合物的 PAS 结构域蛋白可以诱导类似的效果。所有事件都与 Clock-Bmal1 依赖性转录激活紧密相关，表明它们在生物钟调节中的功能作用。

为了从系统层面理解调节生物钟的转录回路，Ueda 等人（2005）在对进化保守的顺式元件的全面监测和转录动力学的测量中，鉴定了 16 个时钟和时钟控制基因上的时钟控制元件。上田等人（2005）发现 E 框（CACGTG）和 E-prime 框（CACGTT）控制 Per1（602260）、Nr1d2（602304）、Per2、Nr1d1（602408）、Dbp（124097）、Bhlhb2（604256）和Bhlhb3（606200）转录遵循阻遏蛋白先于激活蛋白的模式，导致转录活性延迟。 RevErbA/ROR（600825）结合元件还通过阻遏子-先于激活子模式调节 Arntl、Npas2、Nfil3（605237）、Clock、Cry1 和 Rorc（602943）的转录活性。 DBP/E4BP4 结合元件通过阻遏-反相-激活机制控制 Per1、Per2、Per3、Nr1d1、Nr1d2、Rora 和 Rorb（601972）的表达，从而产生高幅度转录活性。上田等人（2005）认为 E/E-prime 框的调节是哺乳动物生物钟的拓扑脆弱性，这一概念已使用体外表型测定系统进行了功能验证。

土井等人（2006）表明老鼠时钟具有针对组蛋白 H3 和 H4 的 HAT 活性（参见 602822）。当 Bmal1 存在时，Clock 的相对 HAT 活性增强了约 4 倍。 Clock 假定的乙酰 CoA 结合位点的突变降低了 HAT 活性。 Clock 的 HAT 活性对于拯救 Clock 突变体胚胎成纤维细胞中的昼夜节律和时钟基因的激活至关重要。

平山等人（2007）证明 CLOCK 乙酰化非组蛋白底物：它自己的伙伴 BMAL1（602550），它在独特的、高度保守的 lys537 残基上特异性乙酰化。 BMAL1 在小鼠肝脏中经历节律性乙酰化，其时间与时钟控制基因的昼夜节律转录下调平行。 BMAL1 乙酰化促进 CRY1 招募到 CLOCK-BMAL1，从而促进转录抑制。重要的是，K537R 突变的 BMAL1 的异位表达无法挽救外周时钟细胞模型中的昼夜节律。平山等人（2007）得出的结论是，这些发现表明，两个时钟核心组件之间的酶相互作用对于昼夜节律机制至关重要。

奥尼尔等人（2008）表明 cAMP 信号传导构成了昼夜节律振荡网络的另一个真实组成部分。他们提出，由转录振荡器驱动的 cAMP 信号的日常激活反过来又维持了转录节律的进展。这样，时钟输出构成后续周期的输入。

拉姆齐等人（2009）报道称，哺乳动物烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）生物合成中的限速酶烟酰胺磷酸核糖基转移酶（NAMPT; 608764）和 NAD+ 水平都显示出受小鼠核心时钟机制调节的昼夜节律振荡。抑制 NAMPT 可将 CLOCK:BMAL1（602550）解除 SIRT1（604479）的抑制，从而促进时钟基因 Per2 的振荡。反过来，昼夜节律转录因子 CLOCK 结合并上调 Nampt，从而完成涉及 NAMPT/NAD+ 和 SIRT1/CLOCK:BMAL1 的反馈循环。

中畑等人（2009）表明细胞内 NAD+ 水平以 24 小时节律循环，这是由生物钟驱动的振荡。 CLOCK：BMAL1 调节 NAMPT 的昼夜节律表达，NAMPT 是一种在 NAD+ 挽救途径中提供限速步骤的酶。 SIRT1 被招募到 Nampt 启动子中，并有助于其自身辅酶的昼夜合成。 Nakahata 等人使用特异性抑制剂 FK866（2009）证明 NAMPT 是调节昼夜节律基因表达所必需的。中畑等人（2009）得出的结论是，他们在小鼠胚胎成纤维细胞中的发现揭示了一个互锁的转录酶反馈环路，该环路控制着细胞代谢和昼夜节律之间的分子相互作用。

迪塔基奥等人（2011）发现包含 JumonjiC 和 ARID 结构域的组蛋白赖氨酸脱甲基酶-1a（JARID1A; 180202）与 CLOCK-BMAL1 形成复合物，该复合物被招募到 PER2 启动子上。 JARID1A 通过抑制组蛋白脱乙酰酶-1（601241）功能来增加组蛋白乙酰化，并以不依赖于去甲基化酶的方式增强 CLOCK-BMAL1 的转录。哺乳动物细胞中 JARID1A 的缺失会降低 PER 启动子组蛋白乙酰化，抑制经典昼夜节律基因的表达，并缩短昼夜节律的周期。 JARID1A 同源物“lid”表达减少的果蝇系降低了 Per 表达，并且同样改变了昼夜节律。迪塔基奥等人（2011）得出结论，JARID1A 因此在昼夜节律振荡器功能中具有非冗余的作用。

小池等人（2012）在小鼠肝脏的基因组规模上研究了昼夜节律转录调节环的转录结构，发现了转录因子结合、RNA 聚合酶 II（参见 180660）招募、RNA 表达和染色质状态的定型、时间依赖性模式。他们发现生物钟的昼夜节律转录周期由三个不同的阶段组成：平衡状态、协调的从头转录激活状态和抑制状态。只有 22% 的 mRNA 循环基因是由从头转录驱动的，这表明转录和转录后机制都是哺乳动物生物钟的基础。小池等人（2012）还发现，RNA 聚合酶 II 募集和染色质重塑的昼夜节律调节发生在全基因组范围内，远大于之前通过基因表达谱观察到的情况。

莫夫等人（2012）表明，模拟体温循环而非外周振荡器控制培养成纤维细胞中冷诱导 RNA 结合蛋白（CIRBP；602649）的节律表达。反过来，功能丧失实验表明 CIRBP 是高振幅昼夜节律基因表达所必需的。通过基于生物素-链霉亲和素的交联和免疫沉淀（CLIP）程序对 CIRBP 结合的 RNA 进行全转录组鉴定，揭示了编码昼夜节律振荡器蛋白（包括 CLOCK）的几个转录本。此外，在 CIRBP 耗尽的成纤维细胞中，CLOCK 积累显着减少。由于 CLOCK 的异位表达改善了这些细胞中的昼夜节律基因表达，Morf 等人（2012）得出的结论是，CIRBP 通过调节 CLOCK 表达赋予昼夜节律振荡器稳健性。

Annayev 等人使用染色质免疫沉淀分析（2014）发现 Bmal1、Clock 和 Cry1 结合了小鼠 Ciart（615782）的启动子区域，他们将其称为 Gm129。 Bmal1 和 Cry1 以不同的结合相有节奏地结合 Gm129 启动子中的 E框。表位标记的 Gm129 与 NIH3T3 成纤维细胞中的内源性 Bmal1 结合。 Gm129 在体内和体外与 E框 DNA 上的 Clock-Bmal1 复合物相互作用，并抑制由 Clock 和 Bmal1 激活的报告基因的表达。 Gm129 对 Clock-Bmal1 活性的影响与 Cry1 的影响程度相似，但 Gm129 的功能似乎有所不同，因为 Gm129 无法补偿小鼠中 Cry1 和 Cry2 的双重敲除。对 Gm129 -/- 小鼠的其他研究表明，Gm129 可能调节 Clock-Bmal1 控制的转录振荡的相位。

Anafi 等人孤立地（2014）发现，他们称之为 Chrono 的 Ciart 与 Bmal1 相互作用并抑制 Bmal1-Clock 转录复合物。 Chrono 通过消除 Bmal1 与其转录共激活因子 Cbp（CREBBP; 600140）的结合来抑制转录。

Michael 等人使用荧光素酶分析（2015） PASD1（300993）的两种亚型均抑制 CLOCK-BMAL1 活性。免疫沉淀分析显示 PASD1 与 BMAL1 相互作用，但不与 CLOCK 相互作用。 PASD1 对 CLOCK-BMAL1 活性的调节是通过作用于 CLOCK 外显子 19 编码区域的 PASD1 C 端卷曲螺旋结构域发生的。将 PASD1 引入细胞会减弱分子昼夜节律振荡器的稳健性。作者指出，PASD1 仅在健康个体的种系组织中表达，但它可以在致癌转化后在体细胞来源的细胞中被诱导。人类癌细胞中 PASD1 的敲低导致昼夜节律周期的幅度显着增加。迈克尔等人（2015）得出结论，PASD1 在人类癌症中上调时会抑制生物钟功能，并提供从致癌转化到抑制昼夜节律的分子联系。

▼ 基因结构

斯蒂夫斯等人（1999）确定人类 CLOCK 基因包含 20 个外显子。

金等人（1997）发现老鼠 Clock 基因包含 24 个外显子，跨度约为 100 kb。

▼ 测绘

通过辐射混合分析，Steeves 等人（1999）将人类 CLOCK 基因对应到染色体 4q12。

金等人。 Wilsbacher 等（1997）通过连锁分析将时钟基因对应到小鼠染色体 5 的中部。使用比较基因组序列分析，Wilsbacher 等人（2000）将小鼠时钟基因定位到染色体 5 的一个区域，该区域显示出与人类染色体 4 的同线性同源性。

▼ 分子遗传学

CLOCK 基因含有高度保守的聚谷氨酰胺基序，在人类中由 CAG 重复序列编码。鉴于 CAG 重复扩增与许多神经精神疾病有关，Saleem 等人（2001）试图确定人类 CLOCK 基因座处 CAG 重复的多态性状态。对 190 名无关个体（包括患有双相情感障碍（参见，例如，125480）或精神分裂症（参见 181500）的患者）的分析表明，由 6 个 CAG 三联体组成的重复在人类中不是多态性的。另一方面，对非人类灵长类动物和其他生物体中重复序列的进一步分析表明，人类和狒狒中的谷氨酰胺延伸最短，而果蝇和斑马鱼中的谷氨酰胺延伸最长。该基因在各种果蝇物种中具有高度多态性。与大多数其他微卫星不同，人类 CLOCK 基因座的 CAG 重复序列长度小于非人类灵长类动物中的同源序列。萨利姆等人（2001）提出谷氨酰胺重复序列大小在 CLOCK 基因中具有重要的功能，因此受到严格调控。重复次数的变化可能对个体有害，导致人类群体维持短暂且不变的重复结构。

▼ 动物模型

金等人（1997）指出自发突变“tau”在金仓鼠中发现的杂合突变体的昼夜节律缩短了约 2 小时，纯合突变体的昼夜节律缩短了约 4 小时。维塔特纳等人（1994）发现了由乙基亚硝基脲（ENU）在小鼠中诱导的单基因突变，该突变显着改变了昼夜节律的表型表达。这种突变被称为“时钟”。影响自由奔跑期的长度和持续黑暗中昼夜节律的持续性。金等人（1997）确定 ENU 诱导的突变 Clock 等位基因是剪接供体位点中的 A 到 T 核苷酸颠换，导致外显子跳跃和 Clock 蛋白中 51 个氨基酸的缺失。

Wager-Smith 和 Kay（2000）回顾了通过果蝇和小鼠表型驱动的诱变筛选对行为昼夜节律调节进行的基因剖析。对进化保守蛋白质的克隆和生化分析使人们对时钟机制有了详细的分子洞察。很少有行为能够像在遗传、细胞和解剖学层面上对昼夜节律的理解那样深入。他们讨论了使用果蝇和小鼠基因的同源物作为人类昼夜节律失常研究的候选者的前景：Per1、Per2、Per3（603427）、Tim、Clock、cycle、double-time（CSNK1E; 600863）、Cry1、和哭泣2。

时钟突变延长了小鼠昼夜节律的周期性并降低了其幅度。时钟的影响是细胞固有的，可以在视交叉上核的单个神经元水平上观察到。为了解决对比基因型的细胞如何在体内功能性相互作用以控制昼夜节律行为，Low-Zeddies 和 Takahashi（2001）分析了一系列 Clock 突变体-小鼠聚集嵌合体。时钟/时钟野生型（+/+）嵌合个体的昼夜节律行为由突变细胞与正常细胞的比例决定。值得注意的是，在平衡嵌合体中发现了许多中间表型，包括 Clock/+ 表型和亲本行为特征的新组合。结果表明，细胞表型的复杂整合决定了生物体水平上连贯昼夜节律的产生和表达。

中村等人（2002）使用多电极培养皿在器官型切片培养物和分散细胞培养物中记录了 Clock 突变小鼠视交叉上核中单个神经元在 5 天内的自发放电。在 77% 的切片培养物和 15% 的来自 Clock -/- 纯合子的分散细胞培养物中检测到周期约为 27 小时的昼夜节律。中村等人（2002）得出结论，时钟突变延长了昼夜节律周期，但并没有消除昼夜节律振荡，并提出细胞间通讯在视交叉上核昼夜节律表达中的重要作用。

潘多等人（2002）研究了通过手术植入具有不同昼夜节律缺陷的小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）的节律行为。 Per1 -/- 小鼠的 MEF 的培养时间比完整动物的组织要短得多。然而，当植入小鼠体内时，Per1 -/- MEF 呈现出宿主的节律特征。研究发现，目标组织中的振荡需要一个功能正常的时钟，因为植入物中的心律失常时钟 c/c MEF 仍保持心律失常。这些结果表明，SCN 分层优势可以补偿外周时钟中严重的内在遗传缺陷，但不能诱导时钟缺陷组织的节律性。

图雷克等人（2005）发现纯合的Clock突变小鼠的昼夜摄食节律大大减弱，贪食且肥胖，并出现高瘦素血症、高脂血症、肝脂肪变性、高血糖和低胰岛素血症的代谢综合征。在时钟突变小鼠中，编码与能量平衡相关的选定下丘脑肽的转录本的表达减弱。图雷克等人（2005）得出结论，生物钟基因网络在哺乳动物能量平衡中发挥着重要作用。

麦克隆等人（2005）发现与野生型动物相比，时钟敲除小鼠表现出基线活动增加、对可卡因的运动敏感性增加以及药物奖励增加。与野生型相比，Clock-knockout 小鼠的酪氨酸羟化酶（TH; 191290） mRNA 和 TH 磷酸化水平增加，表明中脑腹侧被盖区（VTA）的多巴胺能传递增加，VTA 是大脑的关键组成部分。的奖励电路。麦克隆等人（2005）得出结论，昼夜节律相关的时钟蛋白参与调节大脑奖励回路中的多巴胺能传递。

在大鼠/小鼠神经元细胞系中，Yujnovsky 等人（2006）发现多巴胺 D2 受体（DRD2; 126450）介导 Clock:Bmal1 活性的刺激并增加 Per1 基因的表达。该反应由转录共激活因子 CREB 结合蛋白（CREBBP; 600140）介导。时钟：在 Drd2-null 小鼠的视网膜中，Bmal1 依赖性激活和 Per1 转录的光诱导性显着减弱。研究结果表明光输入、多巴胺信号传导和分子时钟机制之间存在生理联系。

乌多等人（2004）表明，时钟缺失增加了小鼠进入不同明暗周期的能力。野生型小鼠仅经历 24 小时的光暗周期，而无时钟小鼠则可以经历 24、28 和 32 小时的光暗周期。时钟缺失还夸大了 Per 基因对光反应的上调或下调。

德布劳内等人（2006）发现时钟无效的小鼠对光的反应发生了改变，但即使在持续黑暗的条件下，它们仍然表现出强大的昼夜节律。 Clock-null小鼠视交叉上核中Per1、Per2、Rev-erb-α和Bmal1表达的昼夜节律与野生型小鼠相似，但Per1、Rev-erb-α和Bmal1节律的幅度较野生型小鼠低。时钟缺失小鼠中减少。德布劳内等人（2006）得出结论，昼夜节律并不绝对需要 CLOCK-BMAL1 异二聚体。

罗伊巴尔等人（2007）发现时钟基因被破坏的小鼠表现出与人类躁狂相似的行为特征，包括多动、睡眠减少、抑郁样行为减少、焦虑减少以及对可卡因、蔗糖和药物的奖励值增加。前脑束刺激。长期服用情绪稳定剂锂可以使许多这些行为恢复到野生型水平。此外，时钟突变小鼠腹侧被盖区的多巴胺能活性增加。将时钟基因定向病毒递送至腹侧被盖区可减少多动症。罗伊巴尔等人（2007）得出结论，时钟在多巴胺能系统中调节情绪和行为方面发挥着作用。

马尔切瓦等人（2010）表明，小鼠胰岛具有自我维持的昼夜节律基因和Clock和Bmal1蛋白振荡。在昼夜节律突变小鼠中，参与生长、葡萄糖代谢和胰岛素信号传导的胰岛基因的振荡阶段被延迟，并且 Clock 和 Bmal1 突变体均表现出葡萄糖耐量受损、胰岛素分泌减少以及胰岛大小和增殖缺陷，从而恶化随着年龄的增长。时钟破坏导致参与生长、存活和突触小泡组装的胰岛基因表达在转录组范围内发生改变。由于刺激-分泌耦合的最后阶段的β细胞功能缺陷，有条件地消除胰腺时钟会导致糖尿病。马尔切瓦等人（2010）得出的结论是，β 细胞时钟在协调胰岛素分泌与睡眠-觉醒周期方面发挥着作用，并且胰腺时钟的消融可以引发糖尿病的发作。