為什麼需要基因序列優化？

生物利用遺傳密碼 (genetic code)，將生物資訊從 DNA 轉錄到 mRNA，再轉譯成蛋白質表現。然而不同物種間利用遺傳密碼的方式不同，我們稱為「Codon Bias」，即使轉譯出相同的胺基酸，有些物種會刻意避開或更偏愛某些特定的 Codon，至於為何會有 Codon Bias？目前仍是分子生物學以及演化學上所探索的議題。然而我們可以確定的是，這些差異性會顯著影響物種間蛋白質表現的情況。

研究者通常將注意力放在載體的選擇及 Promoter 上，卻忽略了基因序列本身對蛋白表現的影響。當使用和目標基因不同源的宿主細胞進行基因表達時，我們可以透過將低利用率的 Codon 替換成宿主偏愛的 Codon、去除問題密碼子或者移除容易被誤讀為 Stop codon 的密碼子等方式進行優化，例如：當我們利用 E. coli 系統表達人類基因時，我們就可能須針對這些外源性人類基因進行密碼子優化，使其能在原核蛋白質表現系統中順利且有效地生產目標蛋白。