遺伝子工学
遺伝子工学は、DNAを分離し、操作し、細胞もしくは生物に再導入して、そのDNAが増殖できるようにする過程からなる。細胞中で、タンパク質の構造は、DNAの配列によって決定されるため、DNA操作によってタンパク質の改変や、新たなタンパク質を発現することができる。その一つの方法として、遺伝子を含むDNA断片を分離し、遺伝子を切り出して、他のDNAの部分に導入するものがある。遺伝子工学は、細胞融合やクローン技術などと統括して、バイオテクノロジーと総称される。なお、生物で自然に起こる過程としてのDNAの組換えについては、遺伝的組換えを参照のこと。
遺伝子工学を用いる目的は、有用なタンパク質の発現、新たな形質を導入する生物の開発などである。遺伝子工学を活用した例として、細菌や培養細胞によるインスリンやエリスロポエチンなどの薬効成分の生産、除草剤耐性などの性質を添加した遺伝子組換え作物、遺伝子ターゲティング、遺伝子操作した研究用マウス(トランスジェニックマウス)、遺伝子治療などがある。生物学・医学の実験技術としても、遺伝子操作が盛んに行われる。
1970年代初頭までに、DNAを特定の位置で切断する制限酵素、DNA断片をつなぎ合わせるDNAリガーゼ、DNAを細胞に導入する形質転換の技術が開発され、これらが組換えDNA技術の基礎となった。さらに1980年代にはポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) によって目的とする遺伝子の複製が容易に行えるようになり、遺伝子工学はますます利用範囲を広げた。
ノックアウトと逆に、ある遺伝子の機能を増強する方法である。これには遺伝子コピー数を増やす方法と、発現量を増やす方法がある。