設計段階では、研究者は目的の酵素に関連する特定の遺伝子を特定します。これには、天然源から遺伝子を選択することや、望ましい特性を持つ合成遺伝子を設計することが含まれる場合があります。
設計された遺伝子は、外部介入を通じて細胞に導入されます。これは、遺伝子送達ベクターや CRISPR-Cas9 などの遺伝子編集ツールなど、さまざまな技術を使用して実現できます。これらの方法により、研究者は細胞内の遺伝物質を操作して、望ましい遺伝子修飾を導入することができます。
編集された遺伝子の導入が成功すると、細胞機構が遺伝情報を読み取り、解釈して mRNA を生成します。mRNA はタンパク質合成の鋳型として機能します。次に、細胞のリボソームが mRNA を対応するタンパク質、この場合はカスタマイズされた酵素に翻訳します。発現レベルは、プロモーターの強度や環境条件などのさまざまな要因によって制御および最適化できます。