Um neue Erkenntnisse über die Funktion von Genen in den Modellsystemen Fruchtfliege, Maus und Zebrafisch gewinnen zu können, bedarf es sehr präziser genetischer Funktionsverlust-(„Knock out“) Modelle, in denen das jeweilige Gen ausgeschaltet oder in einer anderen gewünschten Art und Weise verändert wird ("Genomic editing"). In der Regel spiegelt sich der Verlust eines Gens in einer Störung von einem oder mehreren biologischen Abläufe wieder, bei denen das jeweilige Gen im Wildtyp bzw. in der gesunden Situation benötigt wird. 

Die Aufdeckung solcher Funktionsstörungen („Phänotypen“) ist von besonderer Bedeutung bei der Identifikation und dem Verständnis der Wirkungsweise von Genen. Für diesen Zweck werden modernste Methoden der Nukleinsäure-, Protein- und Lipidanalyse, zellbiologische, physiologische und neurologische Funktionstests,  sowie Verfahren der hochauflösenden Mikroskopie eingesetzt. Eine Auswahl dieser Technologien ist nachfolgend beschrieben.