Een stamcel deelt op een speciale manier waarbij twee cellen worden gevormd: één is een replica van de cel zelf en de ander ontwikkelt zich tot een meer gespecialiseerde soort cel. Deze vormt op zijn beurt nog verder gespecialiseerde cellen, een proces dat differentiatie wordt genoemd. De keuzevrijheid voor een toekomstige levensloop van de cel wordt zodoende steeds verder beperkt, tot het uiteindelijke specifieke celtype is gevormd.

Niet alle stamcellen zijn gelijk. De stamcellen die weefsels zoals huid of lever in ons lichaam vernieuwen kunnen bijvoorbeeld maar een klein aantal verschillende cellen produceren. Het staat nog ter discussie of deze “volwassen” stamcellen ook kunnen worden gebruikt om stamcellen te maken die flexibeler zijn en een groter spectrum aan celtypen kunnen vormen.

Extreme flexibiliteit is daarentegen het kenmerk van embryonale stamcellen; cellen afkomstig van embryo’s van enkele dagen oud. Een embryo is in dit stadium een bal van een paar honderd cellen, die bij de vorming van het lichaam differentiëren tot praktisch elk soort weefsel, een sterk staaltje flexibiliteit. Deze pluripotentie maakt ES cellen (embryonale stamcellen) bijzonder interessant voor wetenschappers die regeneratieve behandelingen onderzoeken. Ze zouden immers gebruikt kunnen worden voor, om maar iets te noemen, het vervangen van weefsel dat is beschadigd door een hartaanval, of van hersencellen die verloren zijn gegaan door de ziekte van Parkinson.

Om het werk van deze wetenschappers betrouwbaar en veilig te maken moeten we meer te weten komen over de werking van stamcellen en differentiatie. Uiteindelijk komt het erop aan hoe de genen in elke individuele cel worden gebruikt. Iedere cel in ons lichaam (behalve rode bloedcellen, want die verliezen het meeste van hun DNA) heeft namelijk dezelfde hoeveelheid genetische informatie, en de vraag is dus: hoe kunnen zoveel verschillende soorten cellen worden gevormd, terwijl alle cellen dezelfde genen bevatten? Het antwoord ligt in hoe de genen worden gebruikt tijdens het differentiatieproces.