Để tránh khó khăn trong quá trình vi tiêm, phương pháp này có thể được dùng để chuyển gen vào các tế bào và sử dụng chúng để tạo phôi. Phương pháp này được sử dụng khi thay thế gen bằng gen tương đồng tái kết hợp. Quá trình này rất hiếm và đòi hỏi sự lựa chọn chính xác các dòng tế bào xảy ra quá trình tái kết hợp tương đồng. Điều này gián tiếp tạo ra các dòng tế bào vô tính. Các tế bào này phải được giữ lại các đặc tính để tham gia vào sự phát triển của phôi. Hiện nay có hai hướng nghiên cứu chính. 2.3.4.1 Việc sử dụng các tế bào tế bào toàn năng(pluripoten) và thế hệ của chimaerae Các tế bào tế bào toàn năng có thể tạo ra tất cả các bộ phận cơ thể của một sinh vật (Hình 2,1).Phương pháp thu nhận các tế bào tế bào toàn năng đang được sử dụng là đưa nó vào phôi sớm khi đang ở giai đoạn cầu morula hoặc phôi nang, sau đó sẽ phát triển tới chimaeric. Cần nhớ lại rằng một Chimaera được hình thành bởi các tế bào hỗn hợp từ động vật khác nhau. Mỗi tế bào Chimaera, bao gồm các giao tử, bắt nguồn từ người cho hoặc người nhận phôi. Đây là những khác biệt cơ bản của cơ thể lai, do bộ gen từ hai sinh vật đang ở trong cùng một tế bào sau quá trình thụ tinh. Dòng tế bào tế bào toàn năng đã được thiết lập ở chuột. Các dòng tế bào có nguồn gốc từ phôi sớm được gọi là tế bào ES (tế bào gốc phôi thai). Các tế bào tế bào toàn năng thu được từ tuyến sinh dục của bào thai được gọi là các tế bào EG (tế bào phôi mầm). Các tế bào toàn năng là dòng tế bào đầu tiên được bắt nguồn từ một teratocarcinoma (một dạng u ác tính ở tinh hoàn) và do đó được gọi là EC (tế bào phôi ung thư biểu mô). Các tế bào EC có thể tham gia vào sự phát triển của phôi chimaeric nhưng không tham gia sự hình thành giao tử. Chỉ có một số lượng nhỏ dòng tế bào ES có thể sử dụng. Tất cả đều là tế bào gốc thu được từ một hay hai dòng chuột. Pluripotency có thời gian tồn tại rất ngắn. Các tế bào Tế bào toàn năng có công suất cao để nhân giống in vitro nhưng chúng tự phát sinh những điểm khác biệt và trở thành các tế bào multipotent (tế bào đa chức năng). Điểm khác biệt của các tế bào tế bào toàn năng lá ở chỗ có thể tham gia vào sự phát triển của phôi ở một mức độ nào đó nhưng không thể trở thành giao tử. Do đó các tế bào ES phải được duy trì ở trạng thái tế bào toàn năng trong suốt toàn bộ quá trình nhằm tạo ra các động vật chimaeric có khả năng di truyền gen của chúng cho con cháu. Các pluripotency của các tế bào ES được duy trì bằng cách thêm vào những nhân tố của môi trường tự nhiên. Đã có rất nhiều nỗ lực nhằm tạo ra dòng tế bào ES từ dòng chuột khác và từ các loài khác nhưng không thành công. Tốt nhất, nên thu nhận từ những động vật không phát sinh phôi. Hiện chưa rõ tại sao dòng tế bào ES chỉ có thể được bắt nguồn từ hai dòng chuột. Bất kỳ nguyên nhân nào, những dòng này xuất hiện hiếm khi xuất hiện những trường hợp ngoại lệ và thực tế là tế bào toàn năng tế bào không thể được duy trì trong quá trình này được coi là bình thường.Tuy nhiên những nghiên cứu gần đây cho thấy những quan điểm này cần phải xem xét lại. Những tế bào Tế bào toàn năng có khả năng truyền các gen của chúng cho con cháu đã được mô tả trên gà và medaka. Vẫn còn quá sớm để khẳng định các tế bào này tương đương với dòng tế bào ES ở chuột. DNA bên ngoài có thể được bổ sung vào các tế bào ES và quá trình nuôi dưỡng các gen này có thể được thiết lập bằng cách sử dụng một gen lựa chọn. Các tế bào này có thể được được sử dụng để tạo ra chuột biến đổi gen chimaeric. Phương pháp này ít hơn nhiều khó khăn và kém hiệu quả hơn vi tiêm. Đó là lý do nó chỉ được sử dụng để thay thế bằng các gen tương đồng tái tổ hợp (hình 2,10)