Mikrobiom yang hidup di dalam tubuh manusia sangatlah esensial bagi kesehatan kita. Para ilmuwan memperkirakan terdapat 39 triliun bakteri yang hidup dalam tubuh manusia, dan berpartisipasi pada sangat banyak fungsi fisiologis tubuh seperti fungsi digestif dan metabolisme makanan, respon imun dan inflamasi. Hampir seluruh kehidupan di muka bumi memiliki ritme sirkadian yang telah ditentukan secara genetik dan merespon terhadap perubahan cahaya terang dan gelap. Metabolisme sel sangat dipengaruhi oleh aktivitas dari jam sirkadian, dan sebaliknya, produk metabolik berperan sebagai input penting kedalam jaringan jam sirkadian. Baru-baru ini ditemukan fakta bahwa mikrobiota yang tinggal di traktus intestinal manusia juga mempunyai pergerakan diurnal dalam fungsi dan komposisi. Pergerakan diurnal ini dikontrol oleh waktu masukan makanan dan komposisi makanan mereka. Untuk kemudian mengetahui bagaimana aktivitas ritmik dari mikrobiota berpengaruh terhadap jaringan jam sirkadian manusia baik secara lokal di traktus intestinal, maupun secara sistemik, dan bagaimana pergerakan mikrobiom mempengaruhi fisiologi harian organ, sekelompok peneliti dari Weizmann Institute di Israel melakukan penelitian mengenai hal ini pada tikus. Mereka menunjukkan bahwa mikrobiota usus pada tikus melakukan perubahan lokasi di dalam usus, dan merubah pengeluaran metaboliknya sepanjang 24 jam. Asam amino, lipid, dan vitamin yang dilepaskan oleh mikroba bersirkulasi pada peredaran darah tikus. Dengan perubahan kadar molekul pada darah berganti sepanjang hari, mereka mengubah ekspresi gen pada hati tikus yang mengkode banyak enzim metabolik. Hal ini menunjukan bahwa mikrobiota usus dapat mengubah aktivitas sirkadian dari sebuah organ penting, yang pada kasus ini adalah hati. Para peneliti memberikan antibiotik berspektrum luas kepada tikus untuk mengacaukan ekosistem bakteri. Dan seperti yang diharapkan, antibiotik memusnahkan jumlah bakteri yang ada pada mukosa, dan kebiasaan pergerakannya. Lebih jauh lagi, mikrobiota yang resisten antibiotik yang masih ada di mukosa usus kemudian kehilangan ritme diurnalnya. Setelah itu, para ilmuwan menemukan perubahan fisiologi pada hati tikus. Efek yang sama juga ditemukan ketika waktu makan tikus diubah. Tikus yang diberi makan hanya di siang hari menunjukkan pola metabolisme mikrobiota yang berbeda dengan tikus yang juga makan pada malam hari. Peneliti kemudian menyimpulkan bahwa mikrobiota meregulasi kemampuan hati untuk secara efektif melakukan proses detoksifikasi selama satu hari. Mereka mengamati metabolisme detoksifikasi asetaminofen dengan pemberian asetaminofen pada waktu sirkadian yang berbeda dan kemudian mengukur hepatoksisitas dan pengukuran pelepasan enzim hati dan juga histologi hati. Ditemukan bahwa overdosis dari asetaminofen toksisitasnya kurang pada awal hari saat fajar, dan paling toksik pada akhir hari, yaitu saat matahari terbenam. Hasil dari penelitian ini menunjukkan banyak implikasi penting. Yang pertama, studi ini mengidentifikasi ritmisitas diurnal sebagai komponen penting dalam regulasi simbiosis host-mikrobiota. Pergerakan pada metabolom mikrobiota dan lokalisasi biogeografis menginduksi keadaan homeostasis dimana tubuh host secara periodik terekspos oleh jumlah, fungsi dan spesies bakteri yang berbeda pada waktu yang juga berbeda sepanjang hari. Jika homeostasis kolonisasi bakteri terganggu, seperti pada pemberian antibiotik, maka ritmisitas biogeografis dan komposisional akan hilang, dan pada akhirnya mengakibatkan terputusnya ritmisitas host yang berkaitan. Selanjutnya, hasil ini mendukung gagasan bahwa program sirkadian dari epigenetik dan pergerakan transkripsional yang dikendarai oleh jam periferal tidak independen terhadapo sinyal dari lingkungan, namun juga mengintegrasikan sinyal ini pada program regulasi gen sehari-harinya. Dengan demikian, mikrobiota dapat dianggap sebagai pengatur sirkadian endogen, yang sinyalnya terintegrasi dengan jaringan perifer untuk mempengaruhi organisasi temporal dari transkripsi gen. Penelitian ini memberi wawasan terhadap konsekuensi fungsional dari gangguan yang dimediasi oleh mikrobioma dari fisiologi sirkadian. Terapi antibiotik atau waktu makan yang tidak tepat dapat membuat gangguan ritme mikrobiota, yang kemudian membuat desinkronisasi sementara dari fungsi sirkadian hati. Pemahaman mengenai peran dari mikrobiom pada adaptasi diurnal dari aktivitas organ perifer dapat menjadi alat untuk pemahaman dan tatalaksana dari kondisi manusia yang berhubungan dengan disrupsi pada mikrobiota dan jam sirkadian. Hasil dari penelitian ini relevan terhadap manusia karena berbagai alasan. Contohnya pada orang yang harus mengonsumsi antibiotik dalamm waktu yang lama, atau pekerja bergilir yang makan pada waktu yang tidak tepat, mungkin berada dalam resiko untuk jalur mikrobiom ini. Pada kedua contoh itu, dapat terjadi perubahan metabolisme yang dapat mengarahkan ke resiko obesitas dan sindroma metabolik, yang keduanya terbukti banyak terjadi pada orang yang bekerja di malam hari.