有機體的所有細胞都起源於一個單細胞，隨著發育不斷進行，細胞就會變得越來越專門化，從而發揮特定的功能，這種“承諾”會伴隨著對這些細胞潛在命運範圍的限製，19世紀後期，一種主流的觀點認為，當細胞發生分化時，其會保留維持細胞類型和功能所必需的遺傳信息，這就演化出了一種理論，即分化是一個不可逆的過程(圖1a)，研究者John Gurdon等人在Nature雜誌上發表文章重點關注了細胞身份的核編程過程，這就提出了一種挑戰，並為今天細胞重編程領域奠定了基礎。

        Gurdon在1958年發表的文章是以研究者Robert Briggs和Thomas King的研究為先導的，為了研究分化細胞的發育潛力，研究者Briggs等人使用了一種名為核轉移的技術，即將細胞核從一個細胞中移除，隨後將另一個細胞中完整的細胞核移入該細胞，這項實驗是一項此前隻在單細胞生物體中完成的技術壯舉。

        隨後研究者在更複雜的北美豹蛙(Rana pipiens)機體中使用了這種方法，他們能通過卵裂球的細胞核來代替卵細胞的細胞核，從而培育出了正常遊動的蝌蚪，這些細胞是通過受精卵細胞在早期分裂而形成的;然而，在更高級的分化階段，來自北美豹蛙的核轉移或許並不能夠支持正常青蛙的發育(圖1b)。

        研究結果表明，卵裂球的細胞核在分化過程中並不會進行不可逆的改變，隨著發育進行，所移植的細胞支持正常發育的潛力會降低，這就表明，細胞分化可能是不可逆的，而且其會牽扯多個不可逆的遺傳改變，因此研究者得出結論，晚期原腸胚的細胞核在分化潛能上或許存在內在的限製。1958年，研究者Elsdale等人利用非洲爪蛙解決了圍繞分化細胞潛能的問題，與受季節限製的林蛙不同，非洲爪蛙一年四季都有，而且很快會進入性成熟階段，研究者發現，來自不同發育階段的細胞供體細胞核能被轉移到非洲爪蛙的卵細胞中(從早期的卵裂球到孵化前的蝌蚪細胞)。

        供體的細胞核來源於一個突變體，其中每個細胞都含有一個細胞核核仁，而不是通常的兩個;這種方法能提供一種視覺標記來幫助證實從細胞和轉移中獲得的動物確實來自於轉移的細胞核，而不是卵子中現存的物質。相關研究表明，這些正常的蝌蚪能從發育到孵化前階段的細胞中獲得，而這遠遠晚於研究者所使用的細胞所處的發育階段。

        許多從含有轉移細胞核的細胞發育而來的蝌蚪都經曆了正常的蛻變成為了青蛙，這似乎是性成熟的表現，研究者注意到，從分化最多的細胞核衍生出的青蛙在蛻變前不久就會意外死亡，而隨後的報告並未出現這種狀況。研究者認為，分化的細胞核能夠促進發育成功，盡管存在不一致性，研究人員認為，細胞核在分化過程中支持正常發育的能力會有所下降，而且一些分化的細胞核還能夠支持正常發育。分化細胞的狀態並不是不可逆基因組變化的結果，相反，分化細胞的細胞核能夠保留一種能力來協調完整功能有機體的發育。

        在對兩棲類動物進行研究40年後，一個來自成年乳腺上皮細胞的細胞核移植被用來製造一個克隆的哺乳動物—綿羊多莉，同時研究者還報道了一隻利用成體細胞進行核移植技術所產生的克隆鼠—卡姆莉娜。20世紀80年代，早期的重編程研究結果表明，研究者不僅能夠將細胞身份重置為早期胚胎發育的空白狀態，還能夠完全轉變細胞的身份，比如，一項研究就表明，小鼠的肌肉細胞能與人類羊膜細胞相融合，從而產生產生攜帶人類和小鼠細胞核的細胞，最終會促進人類肌肉特異性基因出現快速表達。

        一個關鍵的時刻出現在1987年，當時研究人員鑒別出了能重編程細胞身份的單一因素，即一種稱之為MyoD (一種轉錄因子)的表達，其被證明能將成纖維細胞轉化成為收縮的肌肉細胞。研究者Gurdon及其同事通過研究闡明，在分化的細胞中能夠恢複細胞的發育潛能，而細胞生物學家如今已經開發出了多種技術來對細胞身份進行重編程操作;比如研究者能利用轉錄因子介導的重編程過程來將細胞返回至胚胎狀態，隨後通過模擬正常的發育過程來使其分化為想要的細胞身份;此外，通過表達一種特殊因子將一種分化的細胞類型轉化為另一種細胞類型，就能完全避免胚胎狀態，諸如此類策略或許就能提供相應的策略來幫助製造源於患者機體的細胞來模擬疾病的發病過程。

        此外，細胞重編程也是各種再生療法開發的基礎，包括在眼睛後方視網膜上產生細胞來治療老年性黃斑變性疾病等。研究者Gurdon及其同事在20世紀50年代得出的研究結果就認為，發育時鍾能被重置的結論挑戰了一種長期存在的觀點，即細胞分化是一種不可逆的過程，如今他們的研究工作為當前開發新型重編程技術奠定了基礎，也為開發治療一係列人類疾病的新型療法提供了新的思路和希望。