人工合成基因的雜合質粒

1974年，科恩把金黃色萄葡球菌的質粒（上面具有抗青黴素的基因）和大腸桿菌的質粒“組裝”成“雜合質粒”，“送入”大腸桿菌體內，使這種大腸桿菌獲得了對青黴素的抗藥性，這說明，金黃色葡萄球菌質粒上的抗青黴素基因，由“雜合質粒”帶到大腸桿菌體內了，更重要的是表明外來基因在大腸桿菌體內同樣也發生作用（專業上稱為表達）。同年，他從非洲爪蟾的DNA上“裁剪”了壹段與大腸桿菌的質粒“拼接”，獲得成功，拼接後的質粒帶著非洲爪蟾的基因進入大腸桿菌了，大腸桿菌即產生了非洲爪蟾的核糖體核糖核酸（rRNA）。科恩又壹次成為開創者。兩棲動物的基因能在細菌裏發揮作用，也能在細菌裏不斷復制的事實告訴人們，基因工程完全可以不受生物種類的限制，而按照人類的意願去拼接基因，創造新的生物，如創造繅絲的大腸桿菌、制藥的大腸桿菌等等。當科恩取得了第三次的成功後，他立即以DNA重組技術發明人的身份向美國專利局申報了世界上第壹個基因工程的技術專利，成為實施基因工程的第壹人。

由科恩首次取得成功的基因工程不僅打破了不同物種在億萬年中形成的天然屏障，預示著任何不同種類生物的基因都能通過基因工程技術重組到壹起。科恩的專利也同樣標誌著人類確實可以根據自己的意願、目的，定向地改造生物的遺傳特性，甚至創造新的生命類型。科恩專利技術引起了全球轟動，在短短幾年中，世界上許多國家的上百個實驗室開展了基因工程的研究。

1970年，印度血統的美籍學者科蘭納首次用化學方法人工合成了有77個核苷酸對的酵母丙氨酸的結構基因。1972年，巴梯摩爾、斯派戈爾曼、列捷爾等領導的實驗室各自用反向轉錄酶合成了家兔和人的珠蛋白基因，這是首次合成的真核生物基因。1973年，科蘭納再次得手，他合成了具有126個核苷酸對的大腸桿菌酪氨酸運轉RNA（tRNA）基因。為了使合成的基因能發揮作用，科蘭納等經過三年埋頭苦幹，在1976年8月，終於使大腸桿菌酪氨酸運轉RNA（tRNA）基因順利地轉錄出酪氨酸tRNA。

1977年，美國加利福尼亞大學的博耶，用化學方法合成了人生長激素抑制因子的基因。人生長激素抑制因子是人腦、腸管、胰腺中分泌出來的壹種神經激素，它能抑制甲狀腺刺激激素，促胃液素、胰島素和胰高血糖素的分泌，對肢端肥大癥、急性胰腺炎和糖尿病等多種疾病都有醫療價值。之後，博耶將這個人工合成的基因與大腸桿菌質粒重組，重組DNA在質粒運載下順利地進入大腸桿菌，這個人工合成的基因在大腸桿菌中為博耶制造出5毫克人的生長激素抑制因子。這5毫克生長激素抑制因子可以說是人造基因獻給博耶的厚禮。如果用傳統的辦法從綿羊中提取5毫克生長激素抑制因子，那就要有50萬個綿羊腦袋。