Una qüestió fonamental en biologia és com la multiplicitat de comportaments cel·lulars especialitzats observats en un organisme multicel·lular està codificada per una única seqüència del genoma, així com quins mecanismes de regulació gènica orquestren el desplegament i el manteniment espaciotemporal d'aquests programes cel·lulars. Dècades d'anàlisis genètiques i, més recentment, genòmiques han identificat múltiples nivells de regulació, inclosos components moleculars específics i les seves interaccions. Aquesta regulació, en última instància, dona lloc a perfils d'expressió gènica específics que defineixen la cooperació cel·lular a nivell de teixit i organisme sencer. Tanmateix, la diversitat i la dinàmica evolutiva dels tipus cel·lulars romanen pràcticament inexplorades més enllà d'alguns teixits seleccionats en unes poques espècies, i igualment ignorem quines són les xarxes reguladores de gens que els defineixen. De la mateixa manera, se sap poc sobre l'aparició dels mecanismes reguladors del genoma que donen suport a programes cel·lulars específics i que suporten la memòria del llinatge cel·lular, per exemple, la compartimentació espacial del genoma i les modificacions de la cromatina. L'arribada de mètodes epigenòmics i transcriptòmics avançats, fins i tot amb resolució d'una sola cèl·lula, i l'àmplia aplicabilitat d'aquestes tècniques a diversos sistemes evita la necessitat dobtenir poblacions cel·lulars homogènies mitjançant el cultiu o dissecció de determinats teixits o tipus de cèl·lules. Això obre el camí a l'anàlisi comparativa de la diferenciació cel· lular en espècies i fases ontogenètiques que abasten una amplitud filogenètica sense precedents i que representen diversos nivells de complexitat biològica, que van des de dinàmiques de diferenciació temporal en organismes unicel·lulars i comportaments multicel·lulars simples (com en alguns protistes), passant per conjunts de tipus cel·lulars poc integrats i limitadament diversificats (com en els animals basals), fins a organismes amb teixits i morfologia complexes (com en els animals bilaterals). L'enfocament comparatiu, a través del prisma de la teoria de l'evolució i recolzat per un marc filogenètic robust, ens pot oferir una visió de gran abast sobre els principis fonamentals que regeixen els sistemes biològics cel·lulars i els mecanismes moleculars associats de regulació del genoma.
