在重編青蛙和羊的細胞時，分別通過將一個已分化的原子核移植到被剝去DNA的卵子內。科學家已經知道卵子中的一些東西能夠重編原子核，那些與皮膚細胞有關的基因將被切斷，而與多能性有關的基因被開啟，并觸發一系列下降流事件。研究人員開發出各種細胞重編新方法——向受精卵和胚胎干細胞中添加原子核，但這些方法無法解答是細胞中的什么進行了重編工作，并且該過程是如何工作的。

制備iPS細胞時，情況發生了變化。在能夠重編為成體細胞的早期胚胎或胚胎干細胞里，只有4個蛋白質出現了表達。而且，重要的是，他們還提供了用于研究在培養皿中進行重編的工具。目前，干細胞生物學家確信在引入這些蛋白質（有時名為山中因子）后，會發生一陣強烈且大部分能預測的基因表達。不過，幾天后，這些細胞會進入一個神秘狀態，它們會分化，但出現失速，zui終不能進一步重編。大約一周后，非常少的細胞（1/1000）會變成多能細胞。

從細胞角度而言，克服*分化狀態是一個巨大挑戰。例如，科學家經常從皮膚中提取纖維母細胞，并試著重編。在一個很長的過程中，它們獲得了其特性，這些細胞的DNA被印上了“后生"標記——添加甲基原子團或改變組蛋白等化學修飾。這些能確保只有與纖維母細胞有關的基因能被表達。但他們無法讓皮膚細胞像一個正在分化的干細胞，因為這可能是癌癥等疾病的路徑。

現在，科學家能很好地控制頭48小時發生的事情。在胚胎干細胞里，山中因子能激活處于“多能性網絡"的基因，它們能使細胞無限增殖。但當被放入纖維母細胞等分化細胞中時，這些因子的活動方式并不同。在人類纖維母細胞重編的zui初兩天里這些因子的位置圖。他發現，它們被“物理封閉"，染色體構象阻止其到達常規目標基因。

相反，這些蛋白質會進入染色體可進入區域。有時，它們會激活促使細胞自殺的基因；或束縛在名為增強劑的遙控區域上——這會促使與重編過程相關的基因激活。