Das rationale Design von Expressionsvektoren und Genen beinhaltet die Optimierung der Kodierregion, der regulatorischen Elemente der Transkription und Translation (z.B. Promotoren, UTRs, Terminatoren) und der subzellulären Lokalisation (Cytosol, Chloroplasten, ER, Vakuole, Apoplast) sowie die Kombination mit geeigneten Fusionspartnern für die Aufreinigung. Die Optimierung wird dabei auch auf die Bedürfnisse der Prozessentwicklung abgestimmt und kann z.B. die gerichtete Modifikation von Aminosäuren zur Steigerung der Proteinexpression, Proteinstabilität und Proteinreinigung einschließen.
Bis zu 100 verschiedene Proteinkandidaten können in einem teil-automatisierten Hochdurchsatzverfahren im Mikrotiterplattenformat in einer Woche untersucht werden.