A aplicação mais imediata dos organismos transgênicos e dos organismos geneticamente modificados em geral é a sua utilização em investigação científica. A expressão de um determinado gene de um organismo num outro pode facilitar a compreensão da função desse mesmo gene.
No caso das plantas, por exemplo, espécies com um reduzido ciclo de vida podem ser utilizadas como "hospedeiras" para a inserção de um gene de uma planta com um ciclo de vida mais longo. Estas plantas transgênicas poderão depois ser utilizadas para estudar a função do gene de interesse mas num espaço de tempo muito mais curto. Este tipo de abordagem é também usado no caso de animais, sendo a Drosophila melanogaster mosca da fruta um dos principais organismos modelos.
Em outros casos, a utilização de transgênicos é uma abordagem para a produção de determinados compostos de interesse comércio, medicina ou agronómico, por exemplo. O primeiro caso público foi a utilização da bactéria Escherichia coli E.Que foi modificada de modo a produzir insulina humana em finais da década de 1970]] Um exemplo recente, já em 2007, foi o facto de uma equipe de cientistas conseguir desenvolver mosquitos bobucha resistentes ao parasita da malária,através da inserção de um gene que previne a infecção destes insectos pelo parasita portador da doença.
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