핵을 다른 세포질로 바꾸는 일. 핵과 세포질과의 생리적 기능 관계를 조사하기 위하여 행해진다. 다른 종(種) 사이의 잡종(雜種:A×B)을 어머니 쪽으로 하고, 여기에 한쪽 어버이(B)를 아버지 쪽으로 하여 여교잡(戾交雜)을 되풀이하면 B의 핵(게놈)을 A의 세포질로 치환할 수 있다.

아메바·개구리 알 등에서는 세포수술에 의하여 직접 핵을 다른 종의 것과 바꿀 수 있으며, 이것을 특히 핵이식(核移植:nuclear transplantation)이라고 한다.

어떤 세포로부터 핵을 도려내어 이미 핵을 제거한 다른 세포에 옮기는 것을 핵치환 또는 핵이식이라 한다. 핵과 세포질과의 관계를 조사하는 수단으로 쓰인다. 이 방법은 발생·분화 과정에 있어서의 핵과 세포질의 역할을 알아내는 데 매우 유효하다.

개구리의 발생 도중에 있는 세포의 핵을 무핵란에 이식하면 핵 그 자체가 단계적인 분화를 하고 있음을 알게 되었으나, 이미 분화가 끝난 올챙이의 장의 핵을 자외선을 쬐어 핵을 죽였거나 핵을 도려낸 무핵란에 이식하여 완전한 개구리의 성체까지 발생시키는 데 성공한 예도 있다. 이로 보아 핵은 분화하더라도 그것은 비가역적이 아니라는 것을 알 수 있다.

포유류의 난자에 핵을 이식하려는 실험이 근래에도 활발히 행해지고 있으며, 쥐의 수정란에서 핵을 제거하고 대신 다른 쥐의 체세포핵을 집어 넣어 발생시키는 데 성공하기도 하였다. 이로 보아 고등동물들도 핵을 바꿔치기 함으로써 복제가 가능해질 것이며, 이 방법이 보편화된다면 축산에 크게 기여할 것이다.