La machinerie des horloges circadiennes chez les mammifères implique différents acteurs moléculaires qui présentent des patrons temporels d'expression caractéristiques. La synchronisation de l'horloge circadienne principale, localisée dans les noyaux suprachiasmatiques, est basée essentiellement sur une remise à l'heure quotidienne par des stimuli lumineux. Les déphasages induits par la lumière sont corrélés à une activation de la transcription de deux gènes d'horloge,Per1etPer2. Lorsque la nourriture est disponible à volonté, l'organisation temporelle des oscillateurs périphériques est contrôlée par l'horloge suprachiasmatique. Néanmoins, un accès à la nourriture limité à seulement quelques heures par jour (ou restriction alimentaire temporelle) est un puissant synchroniseur des oscillateurs périphériques, comme le foie, alors qu'il n'affecte pas l'horloge suprachiasmatique. En revanche, une restriction alimentaire calorique, qui impose une quantité limitée de nourriture disponible chaque jour (nourrissage hypocalorique), est capable de modifier l'organisation rythmique générée par l'horloge suprachiasmatique et synchronisée par le cycle lumière-obscurité. Une telle situation de conflit entre synchroniseurs lumineux et alimentaires provoque non seulement une avance de phase des rythmes journaliers d'activité locomotrice et de synthèse de mélatonine, mais aussi des changements de phase différentiels au sein des boucles transcriptionnelles (Per1,Per2, Cry2, Bmal1etVasopressine) des noyaux suprachiasmatiques, ce qui démontre que les facteurs nutritionnels peuvent agir sur l'horloge suprachiasmatique.