在向世界 معرفی 首隻克隆動物多莉羊十年後，愛丁堡大學生物學家伊恩·威爾穆特於去年 11 月宣佈他將退出克隆領域。他的退出並非功成名就——威爾穆特和他的同事們都未能透過將成年人體細胞的細胞核植入適當準備的卵細胞中來克隆成年人體細胞，從而產生寶貴的胚胎幹細胞。相反，他的宣佈預示著幾天後一種方法的釋出，該方法可以直接將人類皮膚細胞轉化為基本上等同於胚胎細胞的形式。威爾穆特告訴記者，克隆已經過時了。
原則上，如果這種轉化產物——稱為誘導多能幹細胞 (iPS)——具有足夠的多功能性和無缺陷，它們可能相對快速地成為幹細胞的首選來源，用於更真實地模擬疾病、測試藥物以及設計未來源自與患者免疫系統匹配的細胞系的療法。“所有這些現在都變得更加容易處理，而且不必為此工作使用人類卵母細胞的前景非常具有吸引力，”加州大學舊金山分校再生醫學研究所所長、生物學家阿諾德·克里格斯坦說道。
多莉羊的存在證明了重程式設計是可能的；問題是如何實現。根據 2005 年《科學》雜誌的一項研究，與胚胎幹細胞融合的成體細胞將採用胚胎狀態，這意味著某些基因產物的混合物啟動了這種變化。緊隨其後的第二年，由日本京都大學幹細胞生物學家山中伸彌領導的一個小組公佈了小鼠成纖維細胞（結締組織中發現的細胞）重程式設計的配方。該方法要求將四個強大的調控基因——Oct4、Sox2、c-myc 和 Klf4——插入細胞的 DNA 中，每個基因都由其自身的逆轉錄病毒傳遞。這些基因被稱為轉錄因子，其作用類似於電源插座，一次啟用許多其他基因。轉化後的細胞通過了胚胎“乾性”或多能性的主要測試：當注射到小鼠胚胎中時，它們繼續發育成胚胎的所有三個基本組織層。
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去年早些時候，來自麻省理工學院懷特海生物醫學研究所的魯道夫·傑尼施實驗室和哈佛幹細胞研究所的康拉德·霍赫德林格實驗室也釋出了佐證報告。然後在 11 月，山中伸彌的研究小組和威斯康星大學麥迪遜分校的一個獨立團隊（由詹姆斯·湯姆森領導）在《科學》雜誌上發表報告，將該技術擴充套件到人類成纖維細胞。“我真的認為這將是一個 20 年的問題，但看起來它的進展速度比那快得多，”湯姆森說，他於 1998 年成為第一個從人類胚胎中提取幹細胞的人。
值得注意的是，湯姆森和他的團隊在不使用 c-myc（一種促癌基因）的情況下建立了 iPS 細胞，儘管他們只對新生兒和胎兒細胞進行了重程式設計，而不是成體細胞。僅僅一週後，山中伸彌和他的同事在《自然生物技術》雜誌上報告了他們自己在不使用 c-myc 的情況下轉化成人和鼠成纖維細胞的成功案例。在山中伸彌的研究中，26 只來自 iPS 細胞的小鼠中，沒有一隻在 100 天后死於癌症，而使用 c-myc 生成的 37 只小鼠中，有 6 只死於癌症。
為了進一步改進該技術，研究人員將不得不替換用於傳遞基因的逆轉錄病毒。逆轉錄病毒將其 DNA 貨物隨機插入基因組中，可能會干擾關鍵基因。事實上，即使不太可能，逆轉錄病毒也可能激活了山中伸彌最新的 iPS 細胞中的 c-myc，傑尼施小組的博士後研究員雅各布·漢納說。iPS 研究的一個直接目標是確定可以誘導重程式設計以取代病毒傳遞基因的小分子。
無論多能細胞的來源如何，將它們應用於治癒疾病仍然在很大程度上是未知的領域。在重程式設計的原理驗證中，漢納和懷特海實驗室的其他人在 12 月初報告說，他們使用 iPS 細胞（已基因切除 c-myc）部分恢復了轉基因小鼠的血液正常功能，這些小鼠經過基因工程改造，攜帶導致鐮狀細胞貧血的人類基因變異。
湯姆森和其他新鍊金術的開發者強調，胚胎幹細胞仍然是寶貴的研究工具，對於確認 iPS 細胞沒有隱藏的侷限性至關重要。湯姆森指出，重程式設計的細胞“可能在臨床相關方面與胚胎幹細胞不同”。“人們想要趕緊說我們不再需要胚胎幹細胞了，隨著時間的推移這可能是真的，但現在說還為時過早。”