วิศวกรรมพันธุกรรมหรือที่เรียกว่าการดัดแปลงพันธุกรรมหรือการจัดการพันธุกรรม คือการดัดแปลงและจัดการ ยีนของสิ่งมีชีวิตโดยใช้เทคโนโลยีเป็นชุดของเทคโนโลยีที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมของเซลล์ รวมถึงการถ่ายโอนยีนภายในและข้ามขอบเขตของสายพันธุ์เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิต ที่ดีขึ้นหรือสิ่งมีชีวิตใหม่ ดีเอ็นเอใหม่ได้มาจากการแยกและคัดลอกวัสดุพันธุกรรมที่สนใจโดยใช้ วิธี ดีเอ็นเอลูกผสมหรือโดยการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ ขึ้นมา โดยปกติแล้วจะมีการสร้าง โครงสร้างและใช้เพื่อแทรกดีเอ็นเอนี้เข้าไปในสิ่งมีชีวิตเจ้าบ้าน โมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสมตัวแรกได้รับการออกแบบโดยPaul Bergในปี 1972 โดยการรวมดีเอ็นเอจากไวรัสลิงSV40กับไวรัสแลมบ์ดานอกจากการแทรกยีนแล้ว กระบวนการนี้ยังสามารถใช้เพื่อกำจัดหรือ " น็อคเอาต์ " ยีนได้ ดีเอ็นเอใหม่สามารถแทรกแบบสุ่มหรือกำหนดเป้าหมายไปยังส่วนเฉพาะของจีโนมได้^{[ 1 ]}

สิ่งมีชีวิตที่ถูกสร้างขึ้นโดยวิศวกรรมพันธุกรรมถือว่าเป็นสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GM) และสิ่งที่ได้จากกระบวนการนี้เรียกว่าสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMO) GMO ตัวแรกคือแบคทีเรียที่สร้างขึ้นโดยเฮอร์เบิร์ต บอยเออร์และสแตนลีย์ โคเฮนในปี 1973 รูดอล์ฟ เยนิชสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรมตัวแรกโดยการใส่ดีเอ็นเอจากภายนอกเข้าไปในหนูในปี 1974 บริษัทแรกที่มุ่งเน้นด้านวิศวกรรมพันธุกรรมคือเจเนนเทคก่อตั้งขึ้นในปี 1976 และเริ่มผลิตโปรตีนของมนุษย์อินซูลิน ของมนุษย์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม ถูกผลิตขึ้นในปี 1978 และแบคทีเรียที่ผลิตอินซูลินถูกนำออกจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปี 1982 อาหารดัดแปลงพันธุกรรมเริ่มวางจำหน่ายตั้งแต่ปี 1994 โดยเริ่มจาก มะเขือเทศพันธุ์ Flavr Savr Flavr Savr ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้มีอายุการเก็บรักษานานขึ้น แต่พืชดัดแปลงพันธุกรรมส่วนใหญ่ในปัจจุบันได้รับการดัดแปลงเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อแมลงและสารกำจัดวัชพืชGloFishซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมชนิดแรกที่ออกแบบมาเพื่อเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยง ถูกวางจำหน่ายในสหรัฐอเมริกาในเดือนธันวาคม 2003 ต่อมาในปี 2016 ก็มีการวางจำหน่าย ปลาแซลมอนที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมด้วยฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโต

วิศวกรรมพันธุกรรมถูกนำไปประยุกต์ใช้ในหลายสาขา รวมถึงการวิจัย การแพทย์ เทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรม และการเกษตร ในการวิจัย สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMO) ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาการทำงานและการแสดงออกของยีนผ่านการทดลองการสูญเสียการทำงาน การเพิ่มการทำงาน การติดตาม และการแสดงออก โดยการกำจัดยีนที่รับผิดชอบต่อสภาวะบางอย่าง ทำให้สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตจำลองโรคของมนุษย์ได้ นอกจากการผลิตฮอร์โมน วัคซีน และยาอื่นๆ แล้ว วิศวกรรมพันธุกรรมยังมีศักยภาพในการรักษาโรคทางพันธุกรรมผ่านการบำบัดด้วยยีนเซลล์รังไข่ของหนูแฮมสเตอร์จีน (CHO)ถูกนำมาใช้ในวิศวกรรมพันธุกรรมอุตสาหกรรม นอกจากนี้วัคซีน mRNAยังถูกผลิตขึ้นผ่านวิศวกรรมพันธุกรรมเพื่อป้องกันการติดเชื้อไวรัส เช่นCOVID-19เทคนิคเดียวกันที่ใช้ในการผลิตยาสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมได้เช่นกัน เช่น การผลิตเอนไซม์สำหรับผงซักฟอก ชีส และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

การเพิ่มขึ้นของพืชดัดแปลงพันธุกรรมเชิง พาณิชย์ ได้สร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจแก่เกษตรกรในหลายประเทศ อย่างไรก็ตาม มันก็เป็นแหล่งที่มาของข้อโต้แย้ง ส่วนใหญ่ เกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้เช่นกัน ข้อโต้แย้งเหล่านี้มีมาตั้งแต่เริ่มแรก การทดลองภาคสนามครั้งแรกถูกทำลายโดยกลุ่มต่อต้านพืชดัดแปลงพันธุกรรม แม้ว่าจะมีฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ว่าอาหารที่ได้จากพืชดัดแปลงพันธุกรรมไม่ได้ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์มากกว่าอาหารทั่วไป แต่ผู้ที่วิพากษ์วิจารณ์ก็มองว่าความปลอดภัยของอาหารดัดแปลงพันธุกรรมเป็นข้อกังวล หลัก การถ่ายทอดยีนผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เป้าหมาย การควบคุมอุปทานอาหารและ สิทธิ ในทรัพย์สินทางปัญญาก็ถูกยกขึ้นมาเป็นประเด็นปัญหาที่อาจเกิดขึ้นเช่นกัน ข้อกังวลเหล่านี้ได้นำไปสู่การพัฒนากรอบการกำกับดูแล ซึ่งเริ่มต้นในปี 1975 ในที่สุดก็ทำให้เกิดข้อเสนอสนธิสัญญาระหว่างประเทศ พิธีสารคาร์ตาเฮนาว่าด้วยความปลอดภัยทางชีวภาพ ซึ่งได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการในปี 2000 แต่ละประเทศได้พัฒนาระบบการกำกับดูแลของตนเองเกี่ยว กับ พืชดัดแปลงพันธุกรรม โดยความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดเกิดขึ้นระหว่างสหรัฐอเมริกาและยุโรป

วิศวกรรมพันธุกรรมเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตโดยการนำDNA ออกหรือนำเข้า หรือดัดแปลงวัสดุพันธุกรรมที่มีอยู่ ณ ตำแหน่งเดิม ซึ่งแตกต่างจาก การผสมพันธุ์ สัตว์และพืช แบบดั้งเดิม ที่เกี่ยวข้องกับการผสมข้ามพันธุ์หลายครั้งแล้วคัดเลือกสิ่งมีชีวิตที่มีฟีโนไทป์ ที่ต้องการ วิศวกรรมพันธุกรรมจะนำยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งโดยตรง ซึ่งเร็วกว่ามาก สามารถใช้ในการแทรกยีนใดๆ จากสิ่งมีชีวิตใดๆ ก็ได้ (แม้แต่จากโดเมน ที่แตกต่างกัน ) และป้องกันไม่ให้มีการเพิ่มยีนที่ไม่พึงประสงค์อื่นๆ เข้ามาด้วย^{[ 4 ​​]}

วิศวกรรมพันธุกรรมอาจแก้ไขความผิดปกติทางพันธุกรรม ร้ายแรง ในมนุษย์ได้โดยการแทนที่ยีนที่บกพร่องด้วยยีนที่ทำงานได้^{[ 5 ]}เป็นเครื่องมือสำคัญในการวิจัยที่ช่วยให้สามารถศึกษาการทำงานของยีนเฉพาะได้^{[ 6 ]}ยา วัคซีน และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ได้ถูกสกัดจากสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ผลิตสิ่งเหล่านี้^{[ 7 ]}พืชผลได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยเสริมสร้างความมั่นคงทางอาหารโดยการเพิ่มผลผลิต คุณค่าทางโภชนาการ และความทนทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อม^{[ 8 ]}

สามารถนำ DNA เข้าสู่สิ่งมีชีวิตเจ้าบ้าน โดยตรง หรือเข้าสู่เซลล์ที่หลอมรวมหรือไฮบริดกับเจ้าบ้านได้^{[ 9 ]}วิธีนี้อาศัย เทคนิค กรดนิวคลีอิกแบบลูกผสมเพื่อสร้างชุดผสมใหม่ของวัสดุพันธุกรรมที่ถ่ายทอดได้ ตามด้วยการรวมวัสดุนั้นเข้าไปโดยอ้อมผ่าน ระบบ เวกเตอร์หรือโดยตรงผ่านการฉีดไมโครการฉีดมาโคร หรือการ ห่อหุ้มไมโคร

โดยปกติแล้ว วิศวกรรมพันธุกรรมจะไม่รวมถึงการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมการปฏิสนธิในหลอดทดลอง การเหนี่ยวนำให้เกิดโพลี พลอย ดี การ กลายพันธุ์และเทคนิคการรวมเซลล์ที่ไม่ใช้กรดนิวคลีอิก แบบลูกผสม หรือสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมในกระบวนการ^{[ 9 ]}อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความกว้างๆ ของวิศวกรรมพันธุกรรมบางส่วนรวมถึงการคัดเลือกพันธุ์^{[ 10 ]}การโคลนนิ่งและ การวิจัย เซลล์ต้นกำเนิดแม้ว่าจะไม่ถือว่าเป็นวิศวกรรมพันธุกรรม^{[ 11 ]}ก็มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด และวิศวกรรมพันธุกรรมสามารถนำมาใช้ในงานเหล่านี้ได้^{[ 12 ]}ชีววิทยาสังเคราะห์เป็นสาขาวิชาใหม่ที่กำลังพัฒนาซึ่งนำวิศวกรรมพันธุกรรมไปอีกขั้นโดยการนำวัสดุสังเคราะห์เทียมเข้าไปในสิ่งมีชีวิต^{[ 13 ]}

พืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์ที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงผ่านทางพันธุวิศวกรรมเรียกว่าสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมหรือ GMO ^{[ 14 ]}หากมีการเพิ่มสารพันธุกรรมจากสายพันธุ์อื่นเข้าไปในโฮสต์ สิ่งมีชีวิตที่ได้จะเรียกว่าทรานส์เจ นิก หากใช้สารพันธุกรรมจากสายพันธุ์เดียวกันหรือสายพันธุ์ที่สามารถผสมพันธุ์กับโฮสต์ได้ตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตที่ได้จะเรียกว่าซิสเจนิก [ ^{15 ] หาก}ใช้พันธุวิศวกรรมเพื่อกำจัดสารพันธุกรรมออกจากสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย สิ่งมีชีวิตที่ได้จะเรียกว่าน็อคเอาท์ออร์บิทอล^{[ 16 ]}ในยุโรป การดัดแปลงพันธุกรรมมีความหมายเหมือนกับพันธุวิศวกรรม ในขณะที่ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา การดัดแปลงพันธุกรรมยังสามารถใช้เพื่ออ้างถึงวิธีการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมได้อีกด้วย^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

มนุษย์ได้เปลี่ยนแปลงจีโนมของสิ่งมีชีวิตมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้วผ่านการผสมพันธุ์แบบเลือกสรรหรือการคัดเลือกโดยมนุษย์^{[ 20 ] : 1 [ 21 ] : 1} ซึ่งแตกต่างจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติเมื่อไม่นานมานี้การผสมพันธุ์โดยการกลายพันธุ์ได้ใช้การสัมผัสกับสารเคมีหรือรังสีเพื่อสร้างการกลายพันธุ์แบบสุ่มที่มีความถี่สูงเพื่อวัตถุประสงค์ในการผสมพันธุ์แบบเลือกสรร วิศวกรรมพันธุกรรม ซึ่งเป็นการจัดการดีเอ็นเอโดยตรงโดยมนุษย์นอกเหนือจากการผสมพันธุ์และการกลายพันธุ์ เพิ่งมีมาตั้งแต่ทศวรรษ 1970 คำว่า "วิศวกรรมพันธุกรรม" ถูกบัญญัติโดยนักพันธุศาสตร์ชาวรัสเซียที่เกิดในรัสเซียNikolay Timofeev-Ressovskyในบทความของเขาในปี 1934 เรื่อง "การผลิตการกลายพันธุ์เชิงทดลอง" ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Biological Reviews ของอังกฤษ^{[ 22 ]}แจ็ค วิลเลียมสันใช้คำนี้ในนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง^Dragon 's Islandซึ่งตีพิมพ์ในปี 1951 ^{[ 23 ]} – หนึ่งปีก่อนที่ อัลเฟรด เฮอร์ชีย์และมาร์ธา เชสจะยืนยันบทบาทของ DNA ในการถ่ายทอดทางพันธุกรรม [ ^{24 ]}และสองปีก่อนที่เจมส์ วัตสันและฟรานซิส คริกจะแสดงให้เห็นว่า โมเลกุล DNAมีโครงสร้างเกลียวคู่ – แม้ว่าแนวคิดทั่วไปของการจัดการทางพันธุกรรมโดยตรงจะได้รับการสำรวจในรูปแบบพื้นฐานในเรื่องสั้นวิทยาศาสตร์Proteus Island ของ สแตนลีย์ จี. ไวน์บอมใน ปี 1936 ^{[ 25 ] [ 26 ]}

ในปี พ.ศ. 2515 Paul Berg ได้สร้างโมเลกุล DNA ลูกผสมตัวแรกโดยการรวม DNA จากไวรัสลิงSV40กับ DNA ของไวรัสแลมบ์ดา [ ^{27 ] ใน}ปี พ.ศ. 2516 Herbert BoyerและStanley Cohen ได้สร้าง สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมตัวแรกโดยการใส่ยีนต้านทานยาปฏิชีวนะเข้าไปในพลาสมิดของแบคทีเรียEscherichia coli ^{[ 28 ] [ 29 ]}หนึ่งปีต่อมาRudolf Jaenischได้สร้างหนูดัดแปลง พันธุกรรมโดยการนำ DNA จากภายนอกเข้าไปในตัวอ่อน ทำให้หนูเป็น สัตว์ดัดแปลงพันธุกรรมตัวแรกของโลก^{[ 30 ]}ความสำเร็จเหล่านี้ทำให้เกิดความกังวลในชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากวิศวกรรมพันธุกรรม ซึ่งมีการอภิปรายกันอย่างละเอียดเป็นครั้งแรกในการประชุม Asilomarในปี พ.ศ. 2518 หนึ่งในข้อเสนอแนะหลักจากการประชุมครั้งนี้คือควรมีการกำกับดูแลการวิจัย DNA ลูกผสมโดยรัฐบาลจนกว่าเทคโนโลยีจะถือว่าปลอดภัย^{[ 31 ] [ 32 ]}

ในปี 1976 Genentechซึ่งเป็นบริษัทวิศวกรรมพันธุกรรมแห่งแรก ก่อตั้งขึ้นโดย Herbert Boyer และRobert Swansonและหนึ่งปีต่อมา บริษัทได้ผลิตโปรตีนของมนุษย์ ( somatostatin ) ในE. coli Genentech ประกาศการผลิตอินซูลิน ของมนุษย์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม ในปี 1978 ^{[ 33 ]}ในปี 1980 ศาลฎีกาของสหรัฐอเมริกาใน คดี Diamond v. Chakrabartyได้ตัดสินว่าสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมสามารถจดสิทธิบัตรได้^{[ 34 ]}อินซูลินที่ผลิตโดยแบคทีเรียได้รับการอนุมัติให้วางจำหน่ายโดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) ในปี1982 ^{[ 35 ]}

ในปี พ.ศ. 2526 บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพ Advanced Genetic Sciences (AGS) ได้ยื่นขออนุญาตจากรัฐบาลสหรัฐฯ เพื่อทำการทดสอบภาคสนามกับเชื้อPseudomonas syringaeสายพันธุ์ ice-minusเพื่อปกป้องพืชผลจากน้ำค้างแข็ง แต่กลุ่มสิ่งแวดล้อมและผู้ประท้วงได้ชะลอการทดสอบภาคสนามเป็นเวลาสี่ปีด้วยการฟ้องร้องทางกฎหมาย^{[ 36 ]} ในปี พ.ศ. 2530 เชื้อ P. syringaeสายพันธุ์ ice-minus กลาย เป็น สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMO) ชนิดแรกที่ถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม^{[ 37 ]}เมื่อมีการฉีดพ่นเชื้อดังกล่าวลงในแปลงสตรอว์เบอร์รีและแปลงมันฝรั่งในแคลิฟอร์เนีย^{[ 38 ]}แปลงทดสอบทั้งสองแห่งถูกกลุ่มนักกิจกรรมโจมตีในคืนก่อนที่จะมีการทดสอบ: "สถานที่ทดลองแห่งแรกของโลกดึงดูดผู้ทำลายแปลงแห่งแรกของโลก" ^{[ 37 ]}

การทดลองภาคสนามครั้งแรกของพืชดัดแปลงพันธุกรรมเกิดขึ้นในฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกาในปี 1986 และพืชยาสูบได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ทนต่อสารกำจัดวัชพืช [ ^{39 ] สาธารณรัฐ}ประชาชนจีนเป็นประเทศแรกที่ทำการค้าพืชดัดแปลงพันธุกรรม โดยนำยาสูบที่ต้านทานไวรัสมาใช้ในปี 1992 ^{[ 40 ]}ในปี 1994 Calgeneได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการให้วางจำหน่ายอาหารดัดแปลงพันธุกรรม ชนิดแรกในเชิงพาณิชย์ คือFlavr Savrซึ่งเป็นมะเขือเทศที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้มีอายุการเก็บรักษานานขึ้น^{[ 41 ]}ในปี 1994 สหภาพยุโรปอนุมัติยาสูบที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ทนต่อสารกำจัดวัชพืชโบรโมซินิลทำให้เป็นพืชดัดแปลงพันธุกรรมชนิดแรกที่วางจำหน่ายในยุโรป^{[ 42 ]}ในปี 1995 มันฝรั่ง Btได้รับการอนุมัติว่าปลอดภัยโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมหลังจากได้รับการอนุมัติจาก FDA ทำให้เป็นพืชที่ผลิตสารกำจัดศัตรูพืชชนิดแรกที่ได้รับการอนุมัติในสหรัฐอเมริกา^{[ 43 ]} ในปี 2552 มีการปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรม 11 ชนิดใน เชิงพาณิชย์ใน 25 ประเทศ โดย ประเทศ ที่ ^มีพื้นที่ปลูกมากที่สุด^{ได้แก่}สหรัฐอเมริกาบราซิลอาร์เจนตินาอินเดียแคนาดาสาธารณรัฐประชาชนจีนปารากวัยและแอฟริกาใต้ [ ⁴⁴ ]

ในปี 2010 นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบัน J. Craig Venter ได้สร้าง จีโนมสังเคราะห์ตัวแรกและแทรกเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียที่ว่างเปล่า แบคทีเรียที่ได้ชื่อว่าMycoplasma laboratoriumสามารถจำลองตัวเองและผลิตโปรตีนได้^{[ 45 ] [ 46 ]}สี่ปีต่อมา มีการพัฒนาไปอีกขั้นเมื่อมีการพัฒนาแบคทีเรียที่สามารถจำลองพลาสมิด ที่มี คู่เบสเฉพาะตัวทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตตัวแรกที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ใช้ตัวอักษรทางพันธุกรรมที่ขยายใหญ่ขึ้น^{[ 47 ] [ 48 ]}ในปี 2012 Jennifer DoudnaและEmmanuelle Charpentierได้ร่วมมือกันพัฒนาระบบCRISPR/Cas9 ^{[ 49 ] [ 50 ]}ซึ่งเป็นเทคนิคที่สามารถใช้เปลี่ยนแปลงจีโนมของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดได้อย่างง่ายดายและเฉพาะเจาะจง^{[ 51 ]}

การสร้าง GMO เป็นกระบวนการหลายขั้นตอน วิศวกรพันธุกรรมต้องเลือกยีนที่ต้องการแทรกเข้าไปในสิ่งมีชีวิตก่อน โดยขึ้นอยู่กับเป้าหมายของสิ่งมีชีวิตที่ได้ และสร้างขึ้นจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ สามารถทำการ คัดกรองทางพันธุกรรมเพื่อกำหนดยีนที่มีศักยภาพ จากนั้นจึงใช้การทดสอบเพิ่มเติมเพื่อระบุผู้สมัครที่เหมาะสมที่สุด การพัฒนาไมโครอาร์เรย์ ทรานสคริปโตมิกส์และการจัดลำดับจีโนมทำให้การค้นหายีนที่เหมาะสมทำได้ง่ายขึ้นมาก^{[ 52 ]}โชคก็มีส่วนสำคัญเช่นกัน ยีน Roundup Readyถูกค้นพบหลังจากที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นแบคทีเรียเจริญเติบโตได้ดีในที่ที่มีสารกำจัดวัชพืช^{[ 53 ]}

ขั้นตอนต่อไปคือการแยกยีนเป้าหมายเซลล์ที่มียีนนั้นจะถูกเปิดออก และดีเอ็นเอจะถูกทำให้บริสุทธิ์^{[ 54 ]}ยีนจะถูกแยกโดยใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะเพื่อตัดดีเอ็นเอเป็นชิ้นส่วน^{[ 55 ]}หรือปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) เพื่อขยายส่วนของยีน^{[ 56 ]}จากนั้นสามารถสกัดส่วนเหล่านี้ได้โดยใช้เจลอิเล็กโทรโฟเรซิสหากยีนที่เลือกหรือจีโนม ของสิ่งมีชีวิตผู้ให้ได้ รับการศึกษามาเป็นอย่างดีแล้ว อาจสามารถเข้าถึงได้จากคลังพันธุกรรมหากทราบลำดับดีเอ็นเอ แต่ไม่มีสำเนาของยีนนั้น ก็สามารถ สังเคราะห์ขึ้นได้ [ ^{57 ] เมื่อ}แยกยีนได้แล้ว ยีนจะถูกเชื่อมต่อเข้ากับพลาสมิดจากนั้นจึงแทรกเข้าไปในแบคทีเรีย พลาสมิดจะถูกจำลองเมื่อแบคทีเรียแบ่งตัว ทำให้มั่นใจได้ว่ามีสำเนาของยีนจำนวนไม่จำกัด^{[ 58 ]}พลาสมิด RK2 โดดเด่นในด้านความสามารถในการจำลองตัวเองใน สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลากหลายชนิดทำให้เหมาะสมที่จะใช้เป็นเครื่องมือทางวิศวกรรมพันธุกรรม^{[ 59 ]}

ก่อนที่จะใส่ยีนเข้าไปในสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย ยีนนั้นจะต้องถูกรวมเข้ากับองค์ประกอบทางพันธุกรรมอื่นๆ ซึ่งรวมถึง บริเวณ โปรโมเตอร์และเทอร์มิเนเตอร์ซึ่งทำหน้าที่เริ่มต้นและสิ้นสุดการถอดรหัส^{[ 60 ]}ยีนเครื่องหมายที่เลือกได้จะถูกเพิ่มเข้าไป ซึ่งในกรณีส่วนใหญ่จะทำให้ เซลล์ ต้านทานยาปฏิชีวนะได้ ดังนั้นนักวิจัยจึงสามารถระบุได้อย่างง่ายดายว่าเซลล์ใดได้รับการเปลี่ยนแปลงสำเร็จแล้ว นอกจากนี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนยีนได้ในขั้นตอนนี้เพื่อให้มีการแสดงออกหรือประสิทธิภาพที่ดีขึ้น การจัดการเหล่านี้ดำเนินการโดยใช้ เทคนิค ดีเอ็นเอลูกผสมเช่นการตัดด้วยเอนไซม์จำกัดการเชื่อมต่อ และการโคลนนิ่งระดับโมเลกุล^{[ 61 ]}

มีเทคนิคหลายอย่างที่ใช้ในการแทรกสารพันธุกรรมเข้าไปในจีโนมของโฮสต์ แบคทีเรียบางชนิดสามารถรับ DNA จากภายนอก ได้ตามธรรมชาติ ความสามารถนี้สามารถกระตุ้นได้ในแบคทีเรียชนิดอื่นผ่านความเครียด (เช่นความร้อนหรือไฟฟ้าช็อต) ซึ่งจะเพิ่มการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ต่อ DNA DNA ที่รับเข้ามาอาจรวมเข้ากับจีโนมหรืออาจเป็นDNA นอกโครโมโซมก็ได้ โดยทั่วไปแล้ว DNA จะถูกแทรกเข้าไปในเซลล์สัตว์โดยใช้การฉีดไมโครซึ่งสามารถฉีดผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียส ของเซลล์เข้าไปใน นิวเคลียสโดยตรงหรือผ่านการใช้ เวก เตอร์ไวรัส^{[ 62 ]}

จีโนมของพืชสามารถถูกดัดแปลงได้โดยวิธีการทางกายภาพหรือโดยการใช้Agrobacteriumเพื่อส่งลำดับที่อยู่ในเวกเตอร์ไบนารี T-DNAในพืช มักจะแทรก DNA โดยใช้การแปลงสภาพที่อาศัยAgrobacterium เป็นตัวกลาง [ ^{63 ]}โดยใช้ประโยชน์จาก ลำดับ T-DNAของAgrobacteriumที่ช่วยให้สามารถแทรกวัสดุพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์พืชได้ตามธรรมชาติ^{[64] วิธีการอื่น}ๆ ได้แก่ไบโอลิสติกส์ซึ่งอนุภาคทองคำหรือทังสเตนจะถูกเคลือบด้วย DNA แล้วยิงเข้าไปในเซลล์พืชอ่อน^{[ 65 ]}และอิเล็กโทรพอเรชันซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ไฟฟ้าช็อตเพื่อให้เยื่อหุ้มเซลล์สามารถซึมผ่าน DNA พลาสมิดได้^{[ 66 ]}

เนื่องจากเซลล์เพียงเซลล์เดียวเท่านั้นที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงด้วยสารพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตจึงต้องได้รับการสร้างใหม่จากเซลล์เดียวนั้น ในพืช วิธีนี้ทำได้โดยการใช้ การเพาะ เลี้ยงเนื้อเยื่อ^{[ 67 ] [ 68 ]}ในสัตว์ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่า DNA ที่แทรกเข้าไปนั้นมีอยู่ในเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อน [ ^{63 ] แบคทีเรีย}ประกอบด้วยเซลล์เดียวและสืบพันธุ์แบบโคลน ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องสร้างใหม่เครื่องหมายที่เลือกได้ถูกใช้เพื่อแยกแยะเซลล์ที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงออกจากเซลล์ที่ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงได้ง่าย เครื่องหมายเหล่านี้มักมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม แม้ว่าจะมีการพัฒนากลยุทธ์หลายอย่างที่สามารถกำจัดเครื่องหมายที่เลือกได้ออกจากพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่โตเต็มที่แล้ว^{[ 69 ]}

การทดสอบเพิ่มเติมโดยใช้ PCR, Southern hybridizationและการจัดลำดับ DNAจะดำเนินการเพื่อยืนยันว่าสิ่งมีชีวิตนั้นมียีนใหม่^{[ 70 ]}การทดสอบเหล่านี้ยังสามารถยืนยันตำแหน่งโครโมโซมและจำนวนสำเนาของยีนที่แทรกเข้าไปได้ การมีอยู่ของยีนไม่ได้เป็นการรับประกันว่ายีนนั้นจะถูกแสดงออกในระดับที่เหมาะสมในเนื้อเยื่อเป้าหมาย ดังนั้นจึงมีการใช้วิธีการที่ค้นหาและวัดผลิตภัณฑ์ของยีน (RNA และโปรตีน) ด้วย ซึ่งรวมถึงการไฮบริดไดเซชันแบบนอร์เทิร์น , RT-PCR เชิงปริมาณ , Western blot , อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ , ELISAและการวิเคราะห์ฟีโนไทป์^{[ 71 ]}

สารพันธุกรรมใหม่สามารถแทรกเข้าไปในจีโนมของโฮสต์แบบสุ่ม หรือกำหนดเป้าหมายไปยังตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจงได้ เทคนิคการกำหนดเป้าหมายยีนใช้การรวมตัวกันแบบโฮโมโลจัสเพื่อทำการเปลี่ยนแปลงที่ต้องการกับยีนภายในที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งมักเกิดขึ้นในความถี่ค่อนข้างต่ำในพืชและสัตว์ และโดยทั่วไปต้องใช้เครื่องหมายคัดเลือกความถี่ของการกำหนดเป้าหมายยีนสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมากผ่านการแก้ไขจีโนม การแก้ไขจีโนมใช้ เอนไซม์ นิว คลีเอสที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อสร้างการแตกหักของสายคู่ที่ เฉพาะ เจาะจงในตำแหน่งที่ต้องการในจีโนม และใช้กลไกภายในของเซลล์ในการซ่อมแซมการแตกหักที่เกิดขึ้นโดยกระบวนการทางธรรมชาติของการรวมตัวกันแบบโฮโมโลจัสและการเชื่อมต่อปลายแบบไม่โฮโม โลจั ส มีนิวคลีเอสที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอยู่ 4 ตระกูล ได้แก่เมกะนิวคลีเอส^{[ 72 ] [} 73 ^{] นิวคลีเอ}สแบบซิงค์ฟิงเกอร์^{[ 74 ] [ 75 ]} นิวคลีเอสแบบทรานสคริปชันแอคติเวเตอร์ไลค์เอฟเฟคเตอร์ (TALENs) ^{[ 76 ] [ 77 ]}และระบบ Cas9-guideRNA (ดัดแปลงมาจากCRISPR ) ^{[ 78 ] [ 79 ]} TALEN และ CRISPR เป็นสองระบบที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด และแต่ละระบบก็มีข้อดีของตัวเอง^{[ 80 ]} TALENs มีความจำเพาะต่อเป้าหมายมากกว่า ในขณะที่ CRISPR ออกแบบได้ง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า^{[ 80 ]}นอกจากการเพิ่มประสิทธิภาพการกำหนดเป้าหมายยีนแล้ว นิวคลีเอสที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมยังสามารถใช้เพื่อแนะนำการกลายพันธุ์ที่ยีนภายในร่างกายซึ่งทำให้เกิดการกำจัดยีนได้^{[ 81 ] [ 82 ]}

วิศวกรรมพันธุกรรมมีการประยุกต์ใช้ในด้านการแพทย์ การวิจัย อุตสาหกรรม และการเกษตร และสามารถใช้กับพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ได้หลากหลายชนิดแบคทีเรียซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม สามารถแทรกดีเอ็นเอพลาสมิดที่มีรหัสพันธุกรรมใหม่สำหรับยาหรือเอนไซม์ที่ใช้ในการแปรรูปอาหารและสารตั้งต้น อื่นๆ ได้^{[ 83 ] [ 84 ]}พืชได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อป้องกันแมลงต้านทานสารกำจัดวัชพืชต้านทานไวรัส เพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ ทนต่อแรงกดดันจากสิ่งแวดล้อม และผลิตวัคซีนที่รับประทานได้ [ ^{85 ] พืช}ดัดแปลงพันธุกรรมเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่เป็นพืชที่ต้านทานแมลงหรือทนต่อสารกำจัดวัชพืช^{[ 86 ]}สัตว์ดัดแปลงพันธุกรรมถูกนำมาใช้ในการวิจัย สัตว์ทดลอง และการผลิตผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรหรือเภสัชกรรม สัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม ได้แก่ สัตว์ที่มี ยีน ถูกตัดออกมีความไวต่อโรคมากขึ้นมีฮอร์โมนสำหรับการเจริญเติบโตเพิ่มเติม และมีความสามารถในการสร้างโปรตีนในน้ำนม^{[ 87 ]}

วิศวกรรมพันธุกรรมมีการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์มากมาย รวมถึงการผลิตยา การสร้างสัตว์ทดลองที่เลียนแบบสภาวะของมนุษย์ และการบำบัดด้วยยีนหนึ่งในการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมพันธุกรรมในยุคแรกๆ คือการผลิตอินซูลินของมนุษย์จำนวนมากในแบคทีเรีย^{[ 33 ]}ปัจจุบันการประยุกต์ใช้นี้ได้ถูกนำไปใช้กับฮอร์โมนการเจริญเติบโต ของมนุษย์ ฮอร์โมนกระตุ้นการสร้างฟอลลิเคิล (สำหรับการรักษาภาวะมีบุตรยาก) อั ลบูมินของมนุษย์แอนติบอดีโมโนโคลนอลปัจจัยต้านฮีโมฟิเลียวัคซีนและยาอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 88 ] [ 89 ]}ไฮบริดโดมาของหนูซึ่งเป็นเซลล์ที่รวมกันเพื่อสร้างแอนติบอดีโมโนโคลนอลได้รับการปรับเปลี่ยนผ่านวิศวกรรมพันธุกรรมเพื่อสร้างแอนติบอดีโมโนโคลนอลของมนุษย์^{[ 90 ]} กำลังมีการพัฒนา ไวรัสที่ได้รับการดัดแปลงทางพันธุกรรมซึ่งยังคงสามารถให้ภูมิคุ้มกันได้ แต่ขาดลำดับการติดเชื้อ^{[ 91 ]}

วิศวกรรมพันธุกรรมยังใช้เพื่อสร้างแบบจำลองสัตว์ของโรคในมนุษย์หนูที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเป็นแบบจำลองสัตว์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมที่พบได้บ่อยที่สุด^{[ 92 ]}พวกมันถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาและสร้างแบบจำลองของโรคมะเร็ง ( หนูมะเร็ง ) โรคอ้วน โรคหัวใจ โรคเบาหวาน โรคข้ออักเสบ การใช้สารเสพติด ความวิตกกังวล ความชรา และโรคพาร์กินสัน^{[ 93 ]}สามารถทดสอบการรักษาที่เป็นไปได้กับแบบจำลองหนูเหล่านี้ได้

^การบำบัดด้วยยีนคือการดัดแปลงพันธุกรรมของมนุษย์โดยทั่วไปคือการแทนที่ยีนที่บกพร่องด้วยยีนที่มีประสิทธิภาพการวิจัยทางคลินิกโดยใช้ การบำบัดด้วยยีน ในเซลล์ร่างกายได้ดำเนินการกับโรคต่างๆ หลายโรค รวมถึงSCID ที่เชื่อมโยงกับโครโมโซม X [ ^{94 ]}โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดเรื้อรัง (CLL) ^{[ 95 ] [ 96 ]}และโรคพาร์กินสัน [ ^{97 ] ใน}ปี 2012 Alipogene tiparvovecกลายเป็นการบำบัดด้วยยีนครั้งแรกที่ได้รับการอนุมัติให้ใช้ในทางคลินิก^{[ 98 ] [ 99 ]}ในปี 2015 มีการใช้ไวรัสเพื่อแทรกยีนที่แข็งแรงเข้าไปในเซลล์ผิวหนังของเด็กชายที่ป่วยเป็นโรคผิวหนังหายากชนิดหนึ่ง คือ โรคผิวหนังพุพอง (epidermolysis bullosa ) เพื่อให้เซลล์เจริญเติบโต จากนั้นจึงปลูกถ่ายผิวหนังที่แข็งแรงลงบนร่างกายของเด็กชายถึง 80 เปอร์เซ็นต์ที่ได้รับผลกระทบจากโรค^{[ 100 ]}

การบำบัดยีน ในเซลล์สืบพันธุ์จะส่งผลให้การเปลี่ยนแปลงใดๆ สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ ซึ่งก่อให้เกิดความกังวลในแวดวงวิทยาศาสตร์^{[ 101 ] [ 102 ]}ในปี 2558 CRISPR ถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไข DNA ของตัวอ่อนมนุษย์ ที่ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ [ ^{103 ] [ 104 ]}ทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิชาการชั้นนำทั่วโลกเรียกร้องให้ระงับการแก้ไขจีโนมมนุษย์ที่สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้^{[ 105 ] นอกจาก}นี้ยังมีความกังวลว่าเทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ใช้เพื่อการรักษาเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อการปรับปรุง ดัดแปลง หรือเปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์ ความสามารถในการปรับตัว สติปัญญา อุปนิสัย หรือพฤติกรรมของมนุษย์ได้ อีกด้วย ^{[ 106 ]}การแยกแยะระหว่างการรักษาและการปรับปรุงก็อาจทำได้ยากเช่นกัน^{[ 107 ]}ในเดือนพฤศจิกายน 2561 เหอ เจียนควิประกาศว่าเขาได้แก้ไขจีโนมของตัวอ่อนมนุษย์สองตัว เพื่อพยายามปิดใช้งาน ยีน CCR5ซึ่งเป็นยีนที่เข้ารหัสตัวรับที่ไวรัส HIVใช้ในการเข้าสู่เซลล์ งานดังกล่าวถูกประณามอย่างกว้างขวางว่าไม่เป็นไปตามหลักจริยธรรม เป็นอันตราย และยังไม่ถึงเวลา^{[ 108 ]}ปัจจุบัน การดัดแปลงเซลล์สืบพันธุ์ถูกห้ามใน 40 ประเทศ นักวิทยาศาสตร์ที่ทำการวิจัยประเภทนี้มักจะปล่อยให้ตัวอ่อนเจริญเติบโตเป็นเวลาสองสามวันโดยไม่ปล่อยให้พัฒนาไปเป็นทารก^{[ 109 ]}

นักวิจัยกำลังเปลี่ยนแปลงจีโนมของหมูเพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตของอวัยวะมนุษย์ โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มโอกาสความสำเร็จของการปลูกถ่ายอวัยวะจากหมูสู่มนุษย์ [ ^{110 ] นัก}วิทยาศาสตร์กำลังสร้าง "ยีนไดรฟ์" โดยเปลี่ยนจีโนมของยุงเพื่อให้พวกมันมีภูมิคุ้มกันต่อมาลาเรีย จากนั้นจึงพยายามแพร่กระจายยุงที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมไปทั่วประชากรยุงโดยหวังว่าจะกำจัดโรคนี้ได้^{[ 111 ]}

วิศวกรรมพันธุกรรมเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติโดยการสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่สำคัญที่สุดสำหรับการวิเคราะห์การทำงานของยีน^{[ 112 ]}ยีนและข้อมูลทางพันธุกรรมอื่นๆ จากสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดสามารถแทรกเข้าไปในแบคทีเรียเพื่อเก็บรักษาและดัดแปลง ทำให้เกิดแบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรมในกระบวนการนี้^{[ 113 ]} แบคทีเรียมีราคาถูก เพาะ เลี้ยงง่ายขยายพันธุ์ได้เร็ว เปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างง่าย และสามารถเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิ -80 °C ได้เกือบตลอดไป เมื่อแยกยีนออกมาแล้ว ก็สามารถเก็บไว้ภายในแบคทีเรียได้ ทำให้มีแหล่งทรัพยากรไม่จำกัดสำหรับการวิจัย^{[ 114 ]}

มีการดัดแปลงพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเพื่อค้นหาหน้าที่ของยีนบางชนิด ซึ่งอาจรวมถึงผลกระทบต่อลักษณะภายนอกของสิ่งมีชีวิต ตำแหน่งที่ยีนแสดงออก หรือการมีปฏิสัมพันธ์กับยีนอื่นๆ โดยทั่วไปการทดลองเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการสูญเสียหน้าที่ การเพิ่มหน้าที่ การติดตาม และการแสดงออกของยีน

• การทดลองการสูญเสียการทำงานเช่น ใน การทดลอง น็อคเอาท์ยีนซึ่งสิ่งมีชีวิตถูกดัดแปลงให้ขาดการทำงานของยีนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น ในน็อคเอาท์แบบง่าย สำเนาของยีนที่ต้องการจะถูกเปลี่ยนแปลงเพื่อให้ไม่ทำงานเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนจะรวมยีนที่เปลี่ยนแปลงเข้าไปแทนที่สำเนาที่ทำงานได้อยู่แล้ว เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้จะถูกฉีดเข้าไปในบลาสโตซิสต์ซึ่งจะถูกฝังเข้าไปในแม่ตัวแทน วิธีนี้ช่วยให้นักทดลองสามารถวิเคราะห์ข้อบกพร่องที่เกิดจากการกลายพันธุ์ นี้ และกำหนดบทบาทของยีนเฉพาะได้ วิธีนี้ใช้บ่อยเป็นพิเศษในชีววิทยาการพัฒนา^{[ 115 ]}เมื่อทำเช่นนี้โดยการสร้างคลังยีนที่มีการกลายพันธุ์แบบจุดในทุกตำแหน่งในพื้นที่ที่สนใจ หรือแม้กระทั่งทุกตำแหน่งในยีนทั้งหมด วิธีนี้เรียกว่า "การกลายพันธุ์แบบสแกน" วิธีที่ง่ายที่สุดและเป็นวิธีแรกที่ใช้คือ "การสแกนอะลานีน" ซึ่งแต่ละตำแหน่งจะถูกกลายพันธุ์เป็นกรดอะมิโนอะลานีนที่ ไม่ทำปฏิกิริยา ^{[ 116 ]}
• การทดลองเพิ่มฟังก์ชัน (Gain of function experiments)ถือเป็นคู่ตรงข้ามเชิงตรรกะของการทดลองน็อกเอาต์ (knockouts) บางครั้งการทดลองเหล่านี้จะดำเนินการควบคู่กับการทดลองน็อกเอาต์เพื่อกำหนดฟังก์ชันของยีนที่ต้องการได้อย่างละเอียดมากขึ้น กระบวนการนี้คล้ายคลึงกับกระบวนการทางวิศวกรรมน็อกเอาต์ (knockout engineering) ยกเว้นว่าโครงสร้างถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มฟังก์ชันของยีน โดยปกติแล้วจะทำได้โดยการเพิ่มสำเนาของยีนหรือกระตุ้นการสังเคราะห์โปรตีนบ่อยขึ้น การเพิ่มฟังก์ชันใช้เพื่อบอกว่าโปรตีนนั้นเพียงพอต่อฟังก์ชันหรือไม่ แต่ไม่ได้หมายความว่าจำเป็นเสมอไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับความซ้ำซ้อนทางพันธุกรรมหรือฟังก์ชัน^{[ 115 ]}
• การทดลองติดตามซึ่งมุ่งหวังที่จะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งและการโต้ตอบของโปรตีนที่ต้องการ วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการแทนที่ยีนชนิดดั้งเดิมด้วยยีน 'ฟิวชั่น' ซึ่งเป็นการนำยีนชนิดดั้งเดิมมาวางคู่กับองค์ประกอบการรายงาน เช่นโปรตีนเรืองแสงสีเขียว (GFP) ซึ่งจะช่วยให้มองเห็นผลิตภัณฑ์ของการดัดแปลงทางพันธุกรรมได้ง่าย แม้ว่านี่จะเป็นเทคนิคที่มีประโยชน์ แต่การจัดการอาจทำลายการทำงานของยีน ทำให้เกิดผลกระทบรองและอาจทำให้ผลการทดลองเป็นที่น่าสงสัย ปัจจุบันกำลังมีการพัฒนาเทคนิคที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถติดตามผลิตภัณฑ์โปรตีนได้โดยไม่ลดทอนการทำงานของมัน เช่น การเพิ่มลำดับขนาดเล็กที่จะทำหน้าที่เป็นโมทีฟการจับกับแอนติบอดีโมโนโคลนอล^{[ 115 ]}
• การศึกษาการแสดงออกมีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาว่าโปรตีนเฉพาะนั้นถูกผลิตขึ้นที่ไหนและเมื่อใด ในการทดลองเหล่านี้ ลำดับ DNA ก่อน DNA ที่เข้ารหัสโปรตีน ซึ่งเรียกว่าโปรโมเตอร์ ของยีน จะถูกนำกลับเข้าไปในสิ่งมีชีวิตโดยแทนที่บริเวณที่เข้ารหัสโปรตีนด้วยยีนรายงาน เช่น GFP หรือเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาการผลิตสีย้อม ดังนั้นจึงสามารถสังเกตเวลาและสถานที่ที่โปรตีนเฉพาะนั้นถูกผลิตขึ้นได้ การศึกษาการแสดงออกสามารถก้าวไปอีกขั้นโดยการเปลี่ยนแปลงโปรโมเตอร์เพื่อค้นหาว่าชิ้นส่วนใดมีความสำคัญต่อการแสดงออกของยีนอย่างถูกต้องและถูกจับโดยโปรตีนปัจจัยการถอดรหัส กระบวนการนี้เรียกว่าการทุบโปรโมเตอร์^{[ 117 ]}

สิ่งมีชีวิตสามารถเปลี่ยนแปลงเซลล์ของพวกมันด้วยยีนที่เข้ารหัสโปรตีนที่มีประโยชน์ เช่น เอนไซม์ เพื่อให้พวกมันสร้างโปรตีนที่ต้องการได้มากเกินไป จากนั้นจึงสามารถผลิตโปรตีนในปริมาณมากได้โดยการเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตที่เปลี่ยนแปลงแล้วใน อุปกรณ์ไบโอรีแอคเตอร์ โดยใช้ การหมักในระดับอุตสาหกรรมแล้วจึงทำการทำให้โปรตีน บริสุทธิ์ ^{[ 118 ]}ยีนบางตัวทำงานได้ไม่ดีในแบคทีเรีย ดังนั้นจึงสามารถใช้ยีสต์ เซลล์แมลง หรือเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้เช่นกัน^{[ 119 ]}เทคนิคเหล่านี้ใช้ในการผลิตยา เช่นอินซูลินฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์และวัคซีน อาหารเสริม เช่นทริปโตเฟนช่วยในการผลิตอาหาร ( ไคโมซินในการทำชีส) และเชื้อเพลิง^{[ 120 ]}การประยุกต์ใช้แบคทีเรียที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมอื่นๆ อาจเกี่ยวข้องกับการทำให้พวกมันทำงานนอกเหนือวงจรธรรมชาติ เช่น การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ [ ^{121 ]}การทำความสะอาดคราบน้ำมัน คาร์บอน และของเสียที่เป็นพิษอื่นๆ^{[ 122 ] และการตรวจ จับ}สารหนูในน้ำดื่ม^{[ 123 ]}จุลินทรีย์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมบางชนิดยังสามารถใช้ในการทำเหมืองชีวภาพและการบำบัดทางชีวภาพได้ เนื่องจากความสามารถในการสกัดโลหะหนักจากสิ่งแวดล้อมและรวมเข้ากับสารประกอบที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายขึ้น^{[ 124 ]}

ในวิทยาศาสตร์วัสดุไวรัสที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเป็นโครงสร้างสำหรับการประกอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ^{[ 125 ] [ 126 ]}นอกจากนี้ แบคทีเรียยังได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์โดยการแสดงออกของโปรตีนเรืองแสงภายใต้สภาวะแวดล้อมบางอย่าง^{[ 127 ]}

หนึ่งใน การประยุกต์ใช้ด้านวิศวกรรมพันธุกรรมที่เป็นที่รู้จักและเป็นที่ถกเถียง มากที่สุดคือการสร้างและการใช้ พืชดัดแปลงพันธุกรรมหรือปศุสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตอาหารดัดแปลงพันธุกรรมพืชได้รับการพัฒนาเพื่อเพิ่มผลผลิต เพิ่มความทนทานต่อความเครียดจากปัจจัย ทางชีวภาพ เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของอาหาร หรือเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ใหม่^{[ 129 ]}

พืชผลชุดแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในวงกว้างนั้นมีคุณสมบัติป้องกันแมลงศัตรูพืชหรือทนต่อสารกำจัดวัชพืชนอกจากนี้ยังมีการพัฒนาพืชผลที่ต้านทานเชื้อราและไวรัส หรือกำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนา^{[ 130 ] [ 131 ]}ซึ่งทำให้การจัดการแมลงและวัชพืชในพืชผลทำได้ง่ายขึ้น และสามารถเพิ่มผลผลิตพืชผลทางอ้อมได้^{[ 132 ] [ 133 ]}พืชผลดัดแปลงพันธุกรรมที่ช่วยเพิ่มผลผลิตโดยตรงโดยการเร่งการเจริญเติบโตหรือทำให้พืชแข็งแรงขึ้น (โดยการปรับปรุงความทนทานต่อเกลือ ความเย็น หรือภัยแล้ง) ก็กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาเช่นกัน^{[ 134 ]}ในปี 2559 ปลาแซลมอนได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมด้วยฮอร์โมนการเจริญเติบโตเพื่อให้โตเต็มวัยได้เร็วกว่าปกติมาก^{[ 135 ]}

GMOs ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อปรับเปลี่ยนคุณภาพของผลผลิตโดยการเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการหรือให้คุณสมบัติหรือปริมาณที่เป็นประโยชน์ในอุตสาหกรรมมากขึ้น^{[ 134 ]}มันฝรั่งAmfloraผลิตแป้งผสมที่มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมมากขึ้นถั่วเหลืองและคาโนลาได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตน้ำมันที่ดีต่อสุขภาพมากขึ้น^{[ 136 ] [ 137 ]}อาหาร GM เชิงพาณิชย์ชนิดแรกคือมะเขือเทศที่มีการสุกช้าลง ทำให้มีอายุการเก็บรักษานาน ขึ้น ^{[ 138 ]}

พืชและสัตว์ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ผลิตวัสดุที่พวกมันไม่ได้ผลิตตามปกติ การ ผลิตยาใช้พืชและสัตว์เป็นเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเพื่อผลิตวัคซีน สารตัวกลางของยา หรือตัวยาเอง ผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์จะถูกทำให้บริสุทธิ์จากการเก็บเกี่ยวแล้วนำไปใช้ในกระบวนการผลิตยามาตรฐาน^{[ 139 ]}วัวและแพะได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ผลิตยาและโปรตีนอื่นๆ ในน้ำนม และในปี 2552 องค์การอาหารและยา (FDA) ได้อนุมัติยาที่ผลิตในน้ำนมแพะ^{[ 140 ] [ 141 ]}

วิศวกรรมพันธุกรรมมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในการอนุรักษ์และการจัดการพื้นที่ธรรมชาติ การถ่ายทอดยีนผ่านเวกเตอร์ไวรัสได้รับการเสนอให้เป็นวิธีการควบคุมชนิดพันธุ์รุกราน รวมถึงการฉีดวัคซีนป้องกันโรคให้กับสัตว์ป่าที่ใกล้สูญพันธุ์^{[ 142 ]}ต้นไม้ดัดแปลงพันธุกรรมได้รับการเสนอให้เป็นวิธีหนึ่งในการสร้างความต้านทานต่อเชื้อโรคในประชากรป่า^{[ 143 ]}ด้วยความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของ การปรับ ตัวที่ไม่เหมาะสมในสิ่งมีชีวิตอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการรบกวนอื่นๆ การปรับตัวที่ง่ายขึ้นผ่านการปรับแต่งยีนอาจเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาเพื่อลดความเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์^{[ 144 ]}การประยุกต์ใช้วิศวกรรมพันธุกรรมในการอนุรักษ์ในปัจจุบันส่วนใหญ่ยังเป็นเพียงทฤษฎีและยังไม่ได้นำไปปฏิบัติจริง

วิศวกรรมพันธุกรรมยังถูกนำมาใช้เพื่อสร้างงานศิลปะจากจุลินทรีย์อีกด้วย[ 145 ^{]แบคทีเรียบาง}ชนิดได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อสร้างภาพถ่ายขาวดำ^{[ 146 ]}สิ่งของแปลกใหม่ เช่นดอกคาร์เนชั่น สีลาเวนเดอร์ [ ^{147 ]} ดอก กุหลาบสีฟ้า^{[ 148 ]}และปลาเรืองแสง [ ^{149 ] [ 150 ]ก็ได้}รับการผลิตผ่านวิศวกรรมพันธุกรรมเช่น ^กัน

การควบคุมวิศวกรรมพันธุกรรมเกี่ยวข้องกับแนวทางที่รัฐบาลใช้ในการประเมินและจัดการความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการปล่อย GMO การพัฒนากรอบการกำกับดูแลเริ่มต้นขึ้นในปี 1975 ที่เมืองอาซิโลมาร์รัฐแคลิฟอร์เนีย^{[ 151 ]}การประชุมที่อาซิโลมาร์ได้แนะนำแนวทางปฏิบัติโดยสมัครใจเกี่ยวกับการใช้เทคโนโลยีรีคอมบิแนน^{ท์[ 31 ]}เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น สหรัฐอเมริกาได้จัดตั้งคณะกรรมการขึ้นที่สำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี [ ^{152 ]}ซึ่งมอบหมายการอนุมัติด้านกฎระเบียบของอาหาร GM ให้กับ USDA, FDA และ EPA ^{[ 153 ]}พิธีสารคาร์ตาเฮนาว่าด้วยความปลอดภัยทางชีวภาพซึ่งเป็นสนธิสัญญาระหว่างประเทศที่ควบคุมการถ่ายโอน การจัดการ และการใช้ GMO ^{[ 154 ]}ได้รับการรับรองเมื่อวันที่ 29 มกราคม 2000 ^{[ 155 ]} 157 ประเทศเป็นสมาชิกของพิธีสาร และหลายประเทศใช้เป็นจุดอ้างอิงสำหรับกฎระเบียบของตนเอง^{[ 156 ]}

สถานะทางกฎหมายและข้อบังคับของอาหารดัดแปลงพันธุกรรมแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ บางประเทศห้ามหรือจำกัดการบริโภค ในขณะที่บางประเทศอนุญาตให้บริโภคได้โดยมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันอย่างมาก^{[ 157 ] [ 158 ] [ 159 ] [ 160 ]}บางประเทศอนุญาตให้นำเข้าอาหารดัดแปลงพันธุกรรมได้หากได้รับอนุญาต แต่ไม่อนุญาตให้เพาะปลูก (รัสเซีย นอร์เวย์ อิสราเอล) หรือมีข้อกำหนดสำหรับการเพาะปลูกแม้ว่าจะยังไม่มีการผลิตผลิตภัณฑ์ดัดแปลงพันธุกรรม (ญี่ปุ่น เกาหลีใต้) ประเทศส่วนใหญ่ที่ไม่อนุญาตให้เพาะปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมก็อนุญาตให้ทำการวิจัยได้^{[ 161 ]}ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดบางส่วนเกิดขึ้นระหว่างสหรัฐอเมริกาและยุโรป นโยบายของสหรัฐอเมริกามุ่งเน้นไปที่ผลิตภัณฑ์ (ไม่ใช่กระบวนการ) พิจารณาเฉพาะความเสี่ยงทางวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบได้ และใช้แนวคิดเรื่องความเท่าเทียมกันอย่างมีนัยสำคัญ [ ^{162 ] ใน} ทางตรงกันข้าม สหภาพยุโรปอาจมีข้อบังคับเกี่ยวกับพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่เข้มงวดที่สุดในโลก^{[ 163 ]} GMO ทั้งหมดพร้อมกับอาหารที่ผ่านการฉายรังสีถือเป็น "อาหารใหม่" และต้องผ่านการประเมินอาหารอย่างละเอียดเป็นรายกรณีโดยอิงตามหลักวิทยาศาสตร์โดยหน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปเกณฑ์การอนุญาตแบ่งออกเป็นสี่ประเภทหลัก ได้แก่ "ความปลอดภัย" "เสรีภาพในการเลือก" "การติดฉลาก" และ "การตรวจสอบย้อนกลับ" ^{[ 164 ]}ระดับการควบคุมในประเทศอื่นๆ ที่ปลูก GMO อยู่ระหว่างยุโรปและสหรัฐอเมริกา

หนึ่งในประเด็นสำคัญที่เกี่ยวข้องกับหน่วยงานกำกับดูแลคือ ผลิตภัณฑ์ GMO ควรติดฉลากหรือไม่คณะกรรมาธิการยุโรปกล่าวว่า การติดฉลากและการตรวจสอบย้อนกลับที่บังคับใช้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ผู้บริโภคสามารถเลือกได้อย่างมีข้อมูล หลีกเลี่ยงการโฆษณาที่อาจเป็นเท็จ^{[ 175 ]}และอำนวยความสะดวกในการเรียกคืนผลิตภัณฑ์หากพบผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อสุขภาพหรือสิ่งแวดล้อม^{[ 176 ]}สมาคมการแพทย์อเมริกัน^{[ 177 ]}และสมาคมอเมริกันเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์^{[ 178 ]}กล่าวว่า หากไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอันตราย แม้แต่การติดฉลากโดยสมัครใจก็อาจทำให้เข้าใจผิดและจะทำให้ผู้บริโภคตื่นตระหนกโดยไม่ถูกต้อง การติดฉลากผลิตภัณฑ์ GMO ในตลาดเป็นข้อบังคับใน 64 ประเทศ^{[ 179 ]}การติดฉลากอาจเป็นข้อบังคับจนถึงระดับปริมาณ GMO ที่กำหนด (ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ) หรือเป็นไปโดยสมัครใจ ในแคนาดาและสหรัฐอเมริกา การติดฉลากอาหาร GMO เป็นไปโดยสมัครใจ^{[ 180 ]}ในขณะที่ในยุโรป อาหารทั้งหมด (รวมถึงอาหารแปรรูป ) หรืออาหารสัตว์ที่มี GMO ที่ได้รับการอนุมัติมากกว่า 0.9% จะต้องติดฉลาก^{[ 163 ]}

นักวิจารณ์คัดค้านการใช้พันธุวิศวกรรมด้วยเหตุผลหลายประการ รวมถึงข้อกังวลด้านจริยธรรม นิเวศวิทยา และเศรษฐกิจ^{[ 181 ]}ข้อกังวลเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับพืชดัดแปลงพันธุกรรม และความปลอดภัยของอาหารที่ผลิตจากพืชเหล่านั้น รวมถึงผลกระทบที่การปลูกพืชเหล่านั้นจะมีต่อสิ่งแวดล้อม ข้อโต้แย้งเหล่านี้นำไปสู่การฟ้องร้อง ข้อพิพาททางการค้าระหว่างประเทศ การประท้วง และการควบคุมผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์อย่างเข้มงวดในบางประเทศ^{[ 182 ]}

ข้อกล่าวหาที่ว่านักวิทยาศาสตร์กำลัง " เล่นเป็นพระเจ้า " และประเด็นทางศาสนา อื่นๆ ได้ถูกนำมาเชื่อมโยงกับเทคโนโลยีตั้งแต่เริ่มต้น^{[ 183 ]}ประเด็นทางจริยธรรมอื่นๆ ที่ถูกยกขึ้นมา ได้แก่การจดสิทธิบัตรสิ่งมีชีวิต [ ^{184 ]}การใช้สิทธิ ใน ทรัพย์สินทางปัญญา^{[ 185 ]}ระดับการติดฉลากบนผลิตภัณฑ์^{[ 186 ] [ 187 ]}การควบคุมอุปทานอาหาร^{[ 188 ]}และความเป็นกลางของกระบวนการกำกับดูแล^{[ 189 ]}แม้ว่าจะมีการตั้งข้อสงสัย^{[ 190 ]แต่}ในเชิงเศรษฐกิจ การศึกษาส่วนใหญ่พบว่าการปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกร^{[ 191 ] [ 192 ] [ 193 ]}

การถ่ายทอดยีนระหว่างพืชดัดแปลงพันธุกรรมและพืชที่เข้ากันได้ พร้อมกับการใช้สารกำจัดวัชพืช แบบเลือกสรรที่เพิ่มมากขึ้น สามารถเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิด " วัชพืชดื้อยา " ^{ได้[ 194 ]}ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ เกี่ยวข้องกับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เป้าหมาย รวมถึงจุลินทรีย์ในดิน [ ^{195 ]}และการเพิ่มขึ้นของศัตรูพืชรองและศัตรูพืชที่ดื้อยา^{[ 196 ] [ 197 ]}ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหลายอย่างเกี่ยวกับพืชดัดแปลงพันธุกรรมอาจต้องใช้เวลาหลายปีในการทำความเข้าใจ และยังเห็นได้ชัดในแนวทางการเกษตรแบบดั้งเดิมอีกด้วย^{[ 195 ] [ 198 ]}ด้วยการทำการตลาดปลาที่ดัดแปลงพันธุกรรมทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหากพวกมันหลุดออกไป^{[ 199 ]}

มีข้อกังวลหลัก 3 ประการเกี่ยวกับความปลอดภัยของอาหารดัดแปลงพันธุกรรม ได้แก่ อาจก่อให้เกิดอาการแพ้หรือไม่ ยีนอาจถ่ายทอดจากอาหารไปยังเซลล์มนุษย์ได้หรือไม่ และยีนที่ไม่ได้รับการอนุมัติสำหรับการบริโภคของมนุษย์อาจแพร่ข้ามสายพันธุ์ไปยังพืชชนิดอื่นได้หรือไม่^{[ 200 ]}มีฉันทามติทางวิทยาศาสตร์^{[ 201 ] [ 202 ] [ 203 ] [ 204 ]}ว่าอาหารที่ได้จากพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่มีอยู่ในปัจจุบันไม่ได้ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์มากกว่าอาหารทั่วไป^{[ 205 ] [ 206 ] [ 207 ] [ 208 ] [ 209 ]}แต่จำเป็นต้องมีการทดสอบอาหารดัดแปลงพันธุกรรมแต่ละชนิดเป็นรายกรณี ก่อนที่จะนำมาใช้^{[ 210 ] [ 211 ] [ 212 ]}อย่างไรก็ตาม ประชาชนส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะมองว่าอาหารดัดแปลงพันธุกรรมไม่ปลอดภัยเท่ากับนักวิทยาศาสตร์^{[ 213 ] [ 214 ] [ 215 ] [ 216 ]}

วิศวกรรมพันธุกรรมปรากฏอยู่ในเรื่องราวนิยายวิทยาศาสตร์ หลายเรื่อง ^{[ 25 ]} นวนิยายเรื่อง The White PlagueของFrank Herbertบรรยายถึงการใช้วิศวกรรมพันธุกรรมโดยเจตนาเพื่อสร้างเชื้อโรคที่ฆ่าผู้หญิงโดยเฉพาะ^{[ 25 ]}ผลงานอีกชิ้นหนึ่งของ Herbert คือชุดนวนิยายDune ใช้วิศวกรรมพันธุกรรมเพื่อสร้าง Tleilaxu ที่ทรงพลัง ^{[ 217 ]} มีภาพยนตร์เพียงไม่กี่เรื่องที่ให้ความรู้แก่ ผู้ชมเกี่ยวกับวิศวกรรมพันธุกรรม ยกเว้นThe Boys from Brazil ในปี 1978 และJurassic Park ในปี 1993 ซึ่งทั้งสองเรื่องใช้บทเรียน การสาธิต และคลิปภาพยนตร์วิทยาศาสตร์^{[ 218 ] [ 219 ]}วิธีการทางวิศวกรรมพันธุกรรมถูกนำเสนออย่างอ่อนแอในภาพยนตร์ Michael Clark เขียนให้กับWellcome Trustเรียกการนำเสนอวิศวกรรมพันธุกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพว่า "บิดเบือนอย่างร้ายแรง" ^{[ 219 ]}ในภาพยนตร์เช่นThe 6th Day ในมุมมองของคลาร์ก เทคโนโลยีชีวภาพมักจะ "ถูกนำเสนอในรูปแบบที่มหัศจรรย์แต่ดึงดูดสายตา" ในขณะที่วิทยาศาสตร์ถูกลดบทบาทไปอยู่เบื้องหลังหรือถูกแต่งเติมเรื่องราวเพื่อให้เหมาะกับผู้ชมวัยเยาว์^{[ 219 ]}

• วิศวกรรมชีวภาพ
• จีโนมิกส์เชิงคำนวณ
• การดัดแปลง (ทางพันธุกรรม)
• การกลายพันธุ์ (เทคนิคทางชีววิทยาระดับโมเลกุล)

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมพันธุกรรม

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมพันธุกรรม

• ความปลอดภัยของพืชดัดแปลงพันธุกรรม - ข้อมูลเกี่ยวกับโครงการวิจัยด้านความปลอดภัยทางชีวภาพของพืชดัดแปลงพันธุกรรม
• GMO-compass, ข่าวสารเกี่ยวกับ GMO ในสหภาพยุโรป