Zur Untersuchung neuer, biomedizinisch relevanter Genfunktionen im Kontext eines lebenden Organismus werden am LIMES Institut drei Modellsysteme eingesetzt: die Fruchtfliege Drosophila melanogaster, der Zebrarbärbling Danio rerio („Zebrafisch“) und die Maus Mus musculus. Für jedes der drei Modellsysteme stehen am LIMES Institut zentrale Infrastrukturen („core facilities“) zur Verfügung, in denen modernste Technologien der Genom-Editierung etabliert wurden und in laufenden Forschungsprojekten weiter entwickelt werden.    

Die genetischen Modelle basieren weitgehend auf den Methoden der Reversen Genetik. Bis vor einigen Jahren wurden die Methoden der homologen-Rekombination und der RNA Interferenz (RNAi) sehr erfolgreich in Drosophila und Maus verwendet, während im Zebrafisch-System die Morpholino-Technologie von besonderer Bedeutung war. 

Seit Kurzem stehen sogenannte Genom-Editierungs-Methoden für alle drei Modellsysteme Drosophila, Zebrafisch und Maus zur Verfügung, die eine sehr schnelle Herstellung von sehr präzisen genetischen Modellen ermöglichen und deshalb einen fundamentalen Fortschritt für die biomedizinischen Forschung darstellen. Bei diesen Genom-Editierungs-Methoden handelt es sich zum einen um die TALEN Technologie (Transcription Activator Like Effector Nucleases) und zum anderen um die CRISPR/Cas9 Methode (Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats/Cas9 nuclease). Beide Technologien ermöglichen es uns, die Aktivität und Funktion von Genen sehr genau zu untersuchen.

Neben der Herstellung von Funktionsverlust-Modellen werden z.B. sogenannten Reporter- Zebrafische erzeugt. Hierbei wird das Leseraster des grün fluoreszierenden Proteins GFP so zielgerichtet in eine bestimmte Basenposition im Genom eingeführt, dass mithilfe der GFP Fluoreszenz die Aktivität eines bestimmten Gens im lebenden Organismus, und ohne Beeinträchtigung des Tiers untersucht werden kann.