人間の遺伝子をバクテリアに移すことは、その遺伝子のタンパク質産物をより多く作るための便利な方法です。 また、ヒト細胞に再導入できるヒト遺伝子の変異型を作成する方法でもあります。 ヒトDNAをバクテリアに挿入することは、後でアクセスできるように、ヒトゲノム全体を凍結された「ライブラリ」に保存する方法でもあります。
遺伝子には、タンパク質を作るための情報が含まれています。 いくつかのタンパク質は、人間の生命を維持する分子です。 科学者は、人間の遺伝子を細菌に挿入することで、その遺伝子によってコードされるタンパク質を大量に生成することができます。 インスリンの産生は完璧な例です。 一部の糖尿病患者は、生き残るためにインスリン注射を必要とします。 人間のインシュリンはバクテリアの使用によって作り出されます。
バクテリアには、プラスミドと呼ばれる小さな円形のDNAが含まれています。 プラスミドには、ヒト遺伝子をプラスミドに挿入できるように切断できる領域があります。 ヒトゲノム全体（ヒトのすべての遺伝子）は、小さな断片に切断することができます。 これらの断片はプラスミドに挿入され、次に細菌に挿入されます。 各細菌細胞には1つのヒトDNAが含まれており、同じDNAを含む多くの細菌のコロニーに成長することができます。 このようにして、ヒトゲノムは図書館のような冷凍庫に保存することができます。 本の代わりに、冷凍庫にはバクテリアのバイアルが含まれています。 各バイアルには、ヒトゲノムの一部が含まれています。
細菌にヒト遺伝子を挿入することの別の利点は、その配列内の任意の場所でその遺伝子を変異させることができることです。 遺伝子の塊を切り出すこともできます。 これらの変異はバクテリアを傷つけません。バクテリアは、プラスミド内の他の遺伝子の場合とは異なり、変異した遺伝子からタンパク質を生成します。 この方法により、科学者はヒトの遺伝子を単離し、それをプラスミドに挿入し、プラスミド内の遺伝子を変異させ、 突然変異した遺伝子をバクテリアに変え、バクテリアの集団を増やし、そしてバクテリアから突然変異した遺伝子のより多くのコピーを手に入れます 人口。 変異した遺伝子を含むプラスミドの結果として生じる大きなプールは、その後、ヒト細胞に戻すことができます。 これは、正常なヒト細胞における人工的に変異したヒト遺伝子の影響を研究する方法です。
科学者は、人間の遺伝子をバクテリアに挿入するときに、余分なタンパク質部分を人間の遺伝子に融合させることがよくあります。 人間の遺伝子を運ぶプラスミドは、緑色蛍光タンパク質（GFP）を作る遺伝子を持つようにすでに設計することができます。 GFPタンパク質は、紫外線にさらされるとネオングリーンに光ります。 プラスミドにヒト遺伝子を挿入することで、科学者はヒト遺伝子をGFPに融合させることができます。 科学者がこの融合遺伝子を含むプラスミドを、このプラスミドを持つ細菌のバッチから抽出すると、科学者はこれらの融合遺伝子をヒト細胞に配置することができます。 このようにして、科学者は、GFPに融合したヒトタンパク質が細胞内を動き回るときの動きを追跡できます。