在重编青蛙和羊的细胞时，分别通过将一个已分化的原子核移植到被剥去DNA的卵子内。科学家已经知道卵子中的一些东西能够重编原子核，那些与皮肤细胞有关的基因将被切断，而与多能性有关的基因被开启，并触发一系列下降流事件。研究人员开发出各种细胞重编新方法——向受精卵和胚胎干细胞中添加原子核，但这些方法无法解答是细胞中的什么进行了重编工作，并且该过程是如何工作的。
制备iPS细胞时，情况发生了变化。在能够重编为成体细胞的早期胚胎或胚胎干细胞里，只有4个蛋白质出现了表达。而且，重要的是，他们还提供了用于研究在培养皿中进行重编的工具。目前，干细胞生物学家确信在引入这些蛋白质（有时名为山中因子）后，会发生一阵强烈且大部分能预测的基因表达。不过，几天后，这些细胞会进入一个神秘状态，它们会分化，但出现失速，zui终不能进一步重编。大约一周后，非常少的细胞（1/1000）会变成多能细胞。
从细胞角度而言，克服*分化状态是一个巨大挑战。例如，科学家经常从皮肤中提取纤维母细胞，并试着重编。在一个很长的过程中，它们获得了其特性，这些细胞的DNA被印上了“后生"标记——添加甲基原子团或改变组蛋白等化学修饰。这些能确保只有与纤维母细胞有关的基因能被表达。但他们无法让皮肤细胞像一个正在分化的干细胞，因为这可能是癌症等疾病的路径。
现在，科学家能很好地控制头48小时发生的事情。在胚胎干细胞里，山中因子能激活处于“多能性网络"的基因，它们能使细胞无限增殖。但当被放入纤维母细胞等分化细胞中时，这些因子的活动方式并不同。在人类纤维母细胞重编的zui初两天里这些因子的位置图。他发现，它们被“物理封闭"，染色体构象阻止其到达常规目标基因。
相反，这些蛋白质会进入染色体可进入区域。有时，它们会激活促使细胞自杀的基因；或束缚在名为增强剂的遥控区域上——这会促使与重编过程相关的基因激活。
