人們最早發現的細菌質粒是大腸杆菌的性因子（也叫致育因子），以後陸續發現了產生大腸杆菌素因子及抗藥因子等。
遺傳工程又叫基因工程或稱重組DNA技術，它是從分子生物學，特別是細菌質粒，限製性內切酶等方麵的研究成就中發展起來的一個十分重要的新領域。所謂基因工程，就是應用酶學方法，把一個外源的目的基因（我們希望得到的性狀的基因）與細菌質粒（作為目的基因的運載體）連接起來，成為一個重組的DNA分子，再把它引入細菌細胞中使之增殖並進入子代細胞，而子代細胞則成為能表達目的基因所決定的性狀的新菌種。換句話說，通過體外的基因重組，可以人工創造出新的生物物種，為人類服務。
遺傳工程的主要步驟：
（1）用限製性內切酶把作為載體的質粒切開（一個切點或幾個切點，有些酶能把質粒切成具有黏性末端的直鏈分子）。
（2）用內切酶或其他方法分離目的基因。
（3）讓具有相同黏性末端的運載體質粒和目的的基因混合，使它們以氫鍵共價配對。
（4）用連接酶使目的基因和運載體質粒連接成為新的重組DNA分子。
（5）把重組的質粒轉化到受體菌中。
（6）篩選和鑒定出帶有重組DNA的轉化子。
利用遺傳工程技術把高等動物的基因引入細菌細胞，根據細菌繁殖速度快、周期短等特點，由細菌來生產高等動物的產物。換句話說，即可以利DNA重組技術來培育“工程菌”，建立“細菌工廠”，通過發酵途徑，大量而廉價地生產人類所必需的有價值的動物來源的產品。下麵舉幾個以大腸杆菌製成的藥劑：
（1）哺乳動物腦下垂體分泌的生長激素釋放因子，是一個由1千個氨基酸組成的多肽，具有廣泛的生理作用，能調節機體的生長，對腎炎、糖尿病和急性胰腺炎等都有治療作用，是一種非常貴重的藥劑。本來要取得5mg的這種激素，需要從50萬頭羊腦組織中提取，價格十分昂貴，1977年有人成功地把人腦激素（生長激素釋放抑製因子）的基因轉移到細菌體內，用遺傳工程創造出“工程菌”，就等於建成了一座“細菌工廠”，可以從細菌發酵液中得到這種激素，估計隻要9升大腸杆菌的培養液就可以得到5mg，價格便宜了很多，這是第一個用DNA重組技術進行商品化生產的例子。
（2）胰島素是一個由50個氨基酸組成的多肽，為治療糖尿病的藥物，通常胰島素是從豬、牛等動物胰髒中提取的，大約8000噸的胰髒才能夠獲得1公斤的胰島素。靠動物胰髒提取來生產胰島素藥品不僅成本高，而且也滿足不了全世界大約六千萬糖尿病人的急需。此外，動物胰島素與人胰島素的分子結構不完全相同，病人長期使用還會引起抗原性反應。1978年有人首先將人的胰島素基因轉移到大腸杆菌中並成功地表達，用“細菌工廠”生產人的胰島素，不僅降低了成本，迅速提高了產量，而且長期使用無副作用。利用“細菌工廠”生產胰島素開創了藥物生產的新局麵。
（3）乙型肝炎疫苗
乙型肝炎病毒能感染人和猿類，其廣泛傳播會嚴重地影響人類的健康，抗生素等抗傳染藥物對其都無療效。因此，人們渴望獲得乙型肝炎病毒疫苗。但是，由於引起這種疾病的乙肝病毒隻能在人體肝髒中增殖，人們不能夠獲得大量病毒來製造疫苗。1980年法國科學家以從乙型肝炎病毒中分離出它的表麵抗原基因，並使其和真菌的質粒DNA重組後轉入大腸杆菌體內，結果獲得了功能性表達。這種表麵抗原是一種蛋白質，可以用來製造乙型肝炎疫苗用於預防乙型肝炎病。目前已經有許多藥物都能夠用工程菌進行製造了。