Gēnu sintēze ir metode, ko izmanto, lai ražotu sintētiskos gēnus, kurus var ievietot DNS sekvencēs. Mākslīgie gēni tiek izmantoti dažādi, sākot no tīras izpētes līdz tādu kultūru izstrādei, kas spēj pretoties noteiktiem kaitēkļiem. Vairāki uzņēmumi visā pasaulē saviem klientiem piedāvā gēnu sintēzi, izmantojot dažādas tehnikas un aprīkojuma veidus. Gēnu sintēzes izmaksas ir arī salīdzinoši zemas, padarot procesu pieejamu visu izmēru pētniekiem un iestādēm.
Gēnu sintēzē persona, kas pieprasa mākslīgo gēnu, nosūta datus uz laboratoriju, un laboratorija konstruē gēnu. DNS fragments, kas veido sintētisko gēnu, tiek kodēts vektorā, ko var izmantot, lai ievietotu gēnu DNS virknē. Vektors parasti ietver marķierus, lai būtu viegli atrast gēnu; šos marķierus var izmantot arī tad, ja pētnieki vēlas aplūkot ģenētiskās mutācijas vai izsekot sintētiskos gēnus, kad tos izmanto tādās lietojumprogrammās kā lauksaimniecība.
Šī metode ir pretstatā klonēšanai, kurā zinātnieks no esoša DNS parauga izveido ģenētiski interesējošas zonas kopiju. Klonēšana var būt problemātiska un pakļauta kļūdām, un tā var būt arī ļoti laikietilpīga, jo gēns ir rūpīgi jāidentificē un jāpārbauda. Gēnu sintēze arī ļauj zinātniekiem mainīt gēna būtību un veidu, kādā tas ekspresē olbaltumvielas, kas ir ļoti noderīga iezīme.
Laboratorijas var arī veikt gēnu optimizāciju, kurā gēns tiek pielāgots, lai nodrošinātu, ka tas pareizi ekspresē, kad tas tiek ievietots jaunā organismā. Piemēram, ja kukurūzā tiek ievietots gēns, kas nodrošina izturību pret kaitēkļiem, olbaltumvielas var neizpausties, kā vēlas, kukurūzas ierobežojumu un konfliktu dēļ. Šādos gadījumos gēnu sintēzes process ietvers darbības, kas optimizē gēnu tā, lai tas darbotos ar organismu, kurā tas ir ievietots.
Lai gan spējai izmantot mākslīgos gēnus ir vairākas priekšrocības zinātniskajiem pētniekiem, tai ir arī daži ētiski un juridiski jautājumi. Tā kā gēnu sintēzi var pasūtīt ikviens pasaulē, pastāv iespēja, ka kāds varētu izmantot laboratorijas, lai radītu bīstamus patogēnus, pasūtot mazus fragmentus no vairākām laboratorijām un savienojot tos kopā. Sintētiski ražoti patogēni var radīt nopietnas problēmas valdībām, kas cīnās ar bioloģisko karu, jo patogēnus būtu grūti identificēt un ārstēt.