シアノバクテリアでは、転写フィードバックループに依存しない、リン酸化のみによる24時間リズムの維持が報告されている（名古屋大学近藤研究室を参照）。時計遺伝子産物である KaiC のリン酸化には 24 時間リズムがあるが、そのリズムは試験管内で、KaiA, KaiB, KaiC のたんぱく質と ATP を混合することでも維持されることが示されている。動物でも時計遺伝子産物のリン酸化リズムが知られており、時計遺伝子のリン酸化酵素の変異や、PER などのリン酸化標的アミノ酸の変異は周期の異常を起こすことが報告されている。
遺伝子発現のネガティブフィードバックループが提唱され、それが根幹と考えられている。動物では正の転写因子である CLOCK/BMAL1 複合体が E-Box 配列に結合して、負の転写因子である Per, Cry の転写を活性化する。作られた PER/CRY 複合体が核に移行して、CLOCK/BMAL1 複合体を抑制して Per, Cry の転写が減少する。ただし、キイロショウジョウバエでは CRY ではなく TIMELESS (TIM) が PER とともに核に移行する。概日リズムの形成のためには、これらコア時計遺伝子以外にも多くの遺伝子が関与している（動物の時計遺伝子を参照）。植物やアカパンカビでは、動物とは異なった時計遺伝子が働いているが、同様の転写フィードバックループが示されている。
最初の概日リズム変異動物は、ベンザーとコノプカにより 1971 年に報告された period 変異体である。遺伝子は 1984 年に同定された。ほ乳類での最初の時計遺伝子は、日系アメリカ人であるタカハシらが報告した Clock である。1994 年に変異体が、1997 年に原因遺伝子が報告された。なお、ほ乳類で最初の概日リズム変異はハムスターで 1988 年に tau 系統が見つかっていたが、その原因遺伝子の特定は 2000 年であった。
1937年（昭和12年）12月に制式採用された中島製の全金属製低翼単葉機九七式戦闘機（キ27）は、主脚に固定脚を採用した保守的な格闘戦向けの戦闘機だった。登場当初の九七戦は速度・上昇力・旋回性に優れた優秀機であったが、当時の欧州では引込脚のBf 109（ドイツ）とスピットファイア（イギリス）が出現しており、設計面で将来性が乏しい九七戦自体に限界を感じていた陸軍は新型戦闘機の開発を模索するようになった。参謀本部が示した兵器研究方針によれば、1937年から1938年（昭和13年）当時の陸軍は3種類の戦闘機を研究・開発しようとしていた。まず1機種は従来通り格闘性能を重視した「軽単座戦闘機」、次の1機種は重武装かつ対戦闘機戦にも対大型機戦にも対応できる速度重視の「重単座戦闘機」、残る1機種は双発万能戦闘機に基づいた長距離複座戦闘機であった。これに基づき、中島・川崎・三菱の各社に軽戦と重戦の研究開発指示を出し、これに対する中島の回答が「軽戦」のキ43（一式戦闘機「隼」）と「重戦」のキ44（二式戦闘機「鍾馗」）であった（共に設計主務者は小山悌技師長）。ただしキ43設計チームの青木邦雄技師は、「隼（キ43）」も重戦（Bf 109）を目指したものの、重戦開発経験の浅さから結果として軽戦になってしまったと述べている。キ44に対して軽戦主導者からの不要論があったが、同時期のノモンハン事件（後期ノモンハン航空戦）においてソ連赤色空軍戦闘機が一撃離脱戦法を駆使していた戦訓、そのためI-16などの高速機に対して一撃離脱攻撃や追撃の行える新鋭戦闘機の必要性が認められ、停滞していた開発を活発化した。九七戦の発展型として開発の進んだキ43に比べ、重戦というものの開発経験のない陸軍および各メーカーでは基本仕様をまとめるだけでも手間取り、開発スケジュールはキ43よりも後回しにされた。とりあえず中島では陸軍の要求性能が出るよりも先に、Bf 109を目標とし、当時国産で入手可能だった最大出力のエンジンであるハ41（離昇1,250 馬力）を装備し主翼面積は15m²、武装に20mm機関砲を装備する予定で開発を進めることになった。青木によれば「鍾馗」は隼が採用されなかった場合の保険機であり、研究機的な側面が強いという。それ故に、中島は「鍾馗」に新技術や新構想を盛り込むことが出来た。陸軍側の要求性能は遅れて1939年（昭和14年）に出され、最大速度600km/h以上、上昇時間5000mまで5分以内、行動半径600km等とされた。陸軍はノモンハン事件の戦訓のみならず、欧米機情勢の研究によって防弾装備に対し理解があったため、キ44には既存の防火タンク（防弾タンク・防漏燃料タンクとも。タンク被弾時に漏洩・発火を防ぐためタンク外装を積層ゴムなどで包んだセルフシーリング式。なお、陸軍はキ43試作1号機時点で中島に対し防火タンクの装備を命令している）だけでなく、操縦者保護のために座席後部に13mm厚の防弾鋼板（防楯鋼板）を日本の戦闘機としては初めて装備している。防弾鋼板は頭当てと背当てに装備され、総重量は60kgであった。開発指示段階では、武装として固定機関砲1門、固定機関銃2挺の装備が求められていた。翼内には同時期に新開発された榴弾を有する12.7mm機関砲2門（ホ103 一式十二・七粍固定機関砲）、機首には従来の7.7mm機関銃2挺（八九式固定機関銃）となっている。陸軍機には少ない引込式尾輪を採用している。