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天然に存在するタンパク質を改変して，遺伝子レベルから設計・合成し，目的に合致した新たなタンパク質を作ること．遺伝子解析技術の進歩により，アミノ酸配列やDNAの塩基配列を調べ，立体構造や活性を予測し，新たなタンパク質を設計するための技術が確立されてきた．DNAの一部を変えることで天然のタンパク質とアミノ酸配列が数個異なるタンパク質は大腸菌などで生産することで得られる．酵素活性を有する抗体の設計が，その代表的な研究として知られている．
