自然界最熟悉的现象之一就是集体行为 - 鱼儿在学校里游泳，蝗虫一起游行，鸟儿蜂拥而至。同样的事情发生在人类身上，个体细胞同步进入昼夜节律，生物钟的一部分告诉我们的身体何时进食，睡觉或繁殖。

这是如何发生的事情，但佐治亚大学的一项新研究揭示了这个问题，Jonathan Arnold领导的团队首次提供证据证明个别细胞有时钟。

集体行为是一个相对较新的研究领域，部分原因是它需要这么多学科一起工作，但其影响不一定在新领域，其中很多都属于公共卫生和医学领域。旅行后身体感到的痛苦 - 并且打断了你平常的昼夜节律 - 如果它持续存在会产生后果，就像对飞行员和空乘人员一样。轮班工作的人面临着类似的问题。

时钟与癌症治疗之间存在关联，对时钟的更多了解有可能解决日落综合症等疾病，导致老年痴呆症患者或阿尔茨海默氏症患者在下午和晚上变得焦躁或困惑。

Arnold的团队分离出了一种粉刺面包霉菌(Neurospora crassa)的单个细胞，并发现了三种表明时钟存在的特性：能够根据光线重置自身;尽管温度波动，但能够保持时间;和昼夜节律，它调节每日循环的内部过程。

“这些是生物钟的基本特性，但直到现在，还没有人证明这些特性适用于单细胞，”他说。该团队的研究成果发表于IEEE Access，这是一份来自电气和电子工程师协会的同行评审的开放获取跨学科期刊。

根据富兰克林艺术与科学学院遗传学教授阿诺德的说法，时钟也可用于制造生物治疗药和化学原料。“根据所使用的生物，你需要利用他们的时钟行为，以确保你获得了很多你想要制作的材料，”他说。

另一个应用是使用自然来激发新的工程方法 - 例如建立机器人群。“如果你有数以千计的机器人，你试图合作怎么办?”阿诺德说。“可能使这项工作的一些原则将来自像这样的项目。”

在2020年3月，UGA的生物信息学研究所将举办一次关于集体行为的研讨会，探讨这些问题以及更多问题。