Eine Stammzelle teilt sich auf bestimmte Art und Weise um zwei Zellen zu produzieren: eine, die eine Kopie ihrer selbst ist und eine andere, die sich zu einer spezialisierteren Zellart weiterentwickelt. Diese spezialisiertere Zelle führt dann zu weiteren, noch weiter spezialisierteren Zellen. Dieser Prozess wird Differenzierung genannt. So werden die zukünftigen Karriereoptionen einer Zelle zunehmend eingeschränkt bis man bei einem endgültigen, spezifischem Zelltyp anlangt.

Nicht alle Stammzellen sind einander ebenbürtig. Solche, die unsere Körpergewebe wie Haut oder Leber erneuern, scheinen nur imstande zu sein, eine kleine Anzahl von Zelltypen herzustellen. Diese „adulten“ Stammzellen stehen im Mittelpunkt der Kontroverse, ob man sie dazu anregen könnte, sehr viel flexiblere Stammzellen zu bilden, die zahlreiche verschiedene Zelltypen produzieren können.

Die extremere Art der Flexibilität ist das Markenzeichen der embryonalen Stammzellen: Zellen eines Embryos, die nur ein paar Tage alt sind. Der Embryo ist ein Ball aus mehreren Hundert Zellen und diejenigen, die dafür bestimmt sind, seinen Körper zu schaffen, sind wahrlich sehr flexibel. Pluripotenz, oder die Fähigkeit so gut wie jede Zelle im Körper herstellen zu können, macht embryonale Stammzellen so besonders attraktiv für an regenerativen Therapien arbeitende Wissenschaftler. Stammzellen könnten zum Beispiel durch einen Herzinfarkt geschädigtes Gewebe erneuern oder bei Parkinson Patienten verlorene gegangene Hirnzellen ersetzen.

Damit das verlässlich und sicher funktionieren kann, muss man mehr darüber wissen, wie Stammzellen arbeiten und wie Zellen sich differenzieren. Im Endeffekt läuft es darauf hinaus, wie Gene in individuellen Zellen eingesetzt werden. Jeder Zelltyp in unserem Körper (mit Ausnahme von roten Blutkörperchen, die den Großteil ihrer DNA verlieren) enthält die exakt gleiche genetische Information. Wie kann es so viele verschiedenen Zellarten geben, wenn sie alle die gleichen Gene enthalten? Die Antwort liegt darin, wie diese Gene während des Prozesses der Differenzierung verwendet werden.