Het gebruik van een transgeen gastheerorganisme of een transgene cellijn waarin door genetische modificatie DNA-fragmenten uit een ander organisme of synthetisch DNA is ingebracht met als doel de gastheer een gewenste activiteit geven of een gewenst product te laten maken
Recombinante expressie is een basale techniek in de moleculaire biologie, gebruikt voor allerlei doeleinden, onder meer om structuur en functie van een eiwit te karakteriseren of om bepaalde producten te synthetiseren in hoeveelheden die moeilijk uit natuurlijke bronnen te isoleren zijn.
Stammen van de bacterie Escherichia coli worden verreweg het vaakst gebruikt voor recombinante expressie. Voor expressie van eukaryote eiwitten gebruikt men ook gist of dierlijke cellijnen bijvoorbeeld van Drosophila, zebravis of muis.
Een fascinerende toepassing van recombinante expressie in de evolutiebiologie is de synthese van eiwitten die overeenkomen met een verondersteld voorouderlijk eiwit waarvan de sequentie is afgeleid uit een fylogenetische analyse. Door vervolgens de optische, katalytische of ligand-bindende eigenschappen van die gereconstrueerde eiwitten in vitro te analyseren kan men evolutionaire hypotheses over het verloop van de evolutie in het verleden experimenteel toetsen. Men noemt dit “wederopstanding van uitgestorven eiwitten”.
Het onderzoek van de Amerikaanse moleculair bioloog Joe Thornton in het begin van deze eeuw was baanbrekend op dit gebied. Hij analyseerde de moleculaire evolutie van steroïd-hormoonreceptoren en kon aantonen dat een DNA-bindende oestrogeenreceptor al bestond in de voorouder. Latere hormoonreceptoren zijn afgeleid van de oestrogeenreceptor die na mutaties tussenproducten in het steroïden-metabolisme ging binden waardoor die vervolgens ook als hormoon gingen werken.
Een ander voorbeeld is de reconstructie van het rodopsine van Archosauria uit het Trias (240 Ma BP) wat nieuw licht wierp op de lichtperceptie van uitgestorven reptielen en consistent was met de hypothese dat archosauriërs goed konden zien in schemerlicht (de eerste dinosauriërs waren mogelijk nachtdieren).
