Cải thiện độ mạnh của promoter Pgrac: Thông qua việc thay đổi các nucleotide ở các vị trí bảo tồn như UP element, vùng -35, vùng -15, vùng -10 và vùng +1, độ mạnh của promoter được cải thiện đáng kể. Các khảo sát gần đây với những promoter mới cho kết quả rất khả quan. Pgrac100 được phân phối trên thị trường từ năm 2012, với việc điều chỉnh ở các vùng UP element, -35 và -15 đã giúp biểu hiện protein tái tổ hợp nội bào lên đến 30%.Cải thiện độ bền của mRNA: Độ bền của mRNA được cải thiện thông qua việc thay đổi trình tự nucleotide từ vùng +1 đến codon mở đầu tạo nên cấu trúc sterm-loop giúp hạn chế sự phân hủy mRNA và tăng hiệu quả bám của ribosome. Một trong những promoter tiêu biểu cho hướng nghiên cứu này là Pgrac212. Promoter này được thiết kế với một yếu tố ổn định mRNA ở đầu 5’ mRNA (controllable stabilizing element-CoSE) và một khoảng cách tối ưu giữa RBS (Ribosome Binding Site) và lacO đã giúp tăng thời gian bán rã của mRNA lên đến 60 phút (gấp 3 lần so với Pgrac).Giảm mức độ biểu hiện nền của protein mục tiêu trong E. coli: Một vector biểu hiện tốt cho B. subtilis sẽ có đặc điểm cho phép biểu hiện protein mục tiêu ở mức thấp trong E. coli khi không có chất cảm ứng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc dòng hóa gen mục tiêu một cách dễ dàng. Do đó, việc giảm mức độ biểu hiện nền của protein mục tiêu trong E. coli bằng cách sử dụng các codon hiếm hoặc các gen mã hóa cho Rop (repressor of primer) cũng là một trong những hướng nghiên cứu được chúng tôi quan tâm. Một số kết quả ban đầu cho thấy, việc tận dụng sự khác biệt về codon hiếm trong E. coli và B. subtilis như AGA (Aginine) và GGA (Glycine), đã giúp hạn chế biểu hiện protein mục tiêu trong E. coli khi không cảm ứng nhưng ít ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất trong B. subtilis.
Nghiên cứu phát triển hệ thống vector và plasmid sáp nhập: Nhằm khắc phục việc sử dụng kháng sinh làm nhân tố chọn lọc khi nuôi cấy tế bào, sự lan truyền kháng kháng sinh, kháng sinh bị bất hoạt hay phân cắt, cũng như chi phí sử dụng kháng sinh và để xử lý môi trường khá tốn kém. Chúng tôi tiến hành tạo các vector biểu hiện cho phép sáp nhập vào DNA bộ gen của B. subtilis thông qua sự tái tổ hợp tương đồng tại hai vị trí, chẳng hạn sáp nhập vào vị trí lacA hoặc AmyE. Đồng thời sáp nhập vào DNA bộ gene của B. subtilis các đoạn DNA mang các promoter có cấu trúc, độ mạnh khác nhau và đánh giá sự biểu hiện protein tái tổ hợp từ các chủng sáp nhập thông qua các protein chỉ thị như GFP, BgaB. Chúng tôi cũng hướng đến việc sử dụng các vector và plasmid sáp nhập để biểu nhiều gen chức năng năng khác nhau hoặc là đồng biểu hiện nhiều gen.
Sử dụng các đuôi tinh chế hiệu quả: Việc thêm vào các đuôi tinh chế nhằm tăng khả năng thu nhận và tinh sạch protein mục tiêu cũng đã được tiến hành với His-tag (pHT253, pHT254), Strep-tag (pHT255) – được phân phối bởi Công ty Công nghệ Sinh học phân tử Mobitec, CHLB Đức. Đồng thời, các khảo sát nhằm đánh giá hiệu quả vị trí đuôi dung hợp (đầu N hoặc đầu C so với protein mục tiêu) cũng được thực hiện với các gen chỉ thị β-galactosidase (BgaB) và GFP. Đây là những thông tin rất hữu ích, giúp cho người sử dụng có những lựa chọn phù hợp.
Tinh chế và biểu hiện các protease: Chúng tôi tiến hành biểu hiện, tinh chế và khảo sát hoạt tính của Tobacco etch virus (TEV) protease và Human Rhinovirus 3C protease loại bỏ đuôi dung hợp ra khỏi protein chỉ thị GFP và BgaB. Đặc biệt việc sản xuất protease TEV trong quy mô công nghiệp ban đầu bị giới hạn bởi độ hòa tan thấp vì nó tạo thành thể vùi khi được biểu hiện từ vi khuẩn. Nhóm nghiên cứu đi tối ưu hóa quá trình thu nhận TEV nhằm thu nhận được lượng TEV mong muốn. Nghiên cứu đã tạo ra được nhiều tiềm năng và lựa chọn cho việc loại bỏ đuôi dung hợp khỏi protein mục tiêu một cách đặc hiệu, không gây biến tính, biến đổi amino acid của protein mục tiêu.