Na fase de projeto, os pesquisadores identificam o gene ou genes específicos associados à enzima desejada. Isto pode envolver a seleção de genes de fontes naturais ou a concepção de genes sintéticos com características desejadas.

Os genes projetados são então introduzidos nas células por meio de intervenção externa. Isto pode ser conseguido usando várias técnicas, como vetores de entrega de genes ou ferramentas de edição de genes como CRISPR-Cas9. Esses métodos permitem aos pesquisadores manipular o material genético dentro das células, introduzindo as modificações genéticas desejadas.

Após a introdução bem-sucedida dos genes editados, a maquinaria celular lê e interpreta a informação genética para produzir mRNA. O mRNA serve como modelo para a síntese de proteínas. Os ribossomos da célula traduzem então o mRNA na proteína correspondente – neste caso, a enzima personalizada. O nível de expressão pode ser controlado e otimizado através de vários fatores, tais como a força do promotor e as condições ambientais.