分子展示技術又稱為克隆展示技術，可以將基因型和表現型相互結合，通過將cDNA、寡聚核苷酸或基因組中的基因克隆再特定的表達載體中，使外源肽或蛋白質的結構域以融合表達的形式展示在表達載體的表面，被展示的多肽或蛋白質可以保持相對獨立的空間結構和生物活性。依賴于細胞的展示技術有噬菌體展示技術、細胞表面展示技術、質粒展示技術，其由于要經歷細胞轉染過程，受到細菌轉化效率、包裝、跨膜分泌、降解等因素的影響，會導致篩選效率的降低。非細胞依賴的分子展示技術有核糖體展示技術、mRNA和 DNA展示技術等，其不受細胞轉染限制，能顯著增加庫容量及分子多樣性，具有很好的應用前景。

噬菌體展示抗體庫技術

1985年，Smith通過基因工程技術首次將外源性的DNA片段與絲狀噬菌體PIII基因融合，通過轉錄、翻譯使得外源性基因編碼的多肽與噬菌體衣殼蛋白形成融合蛋白后表達在子代噬菌體表面，從而初步建立了噬菌體展示技術，該技術兼顧基因型與表現型，將重組蛋甶質篩選與基因篩選合二為一。1989年英國醫學家Winter與Leme首次采用PCR方 法克隆出人體的全部抗體基因，并重組于原核細胞表達的載體中;1990年Mccafferty 等通過運用該技術結合噬菌體展示技術，成功將抗體的可變區基因在魄菌體表面表達出來，進而構建了噬菌體抗體庫。噬菌體抗體庫可以高通量篩選各種抗原，可以快速獲得易于改造的各種抗體片段。與雜交瘤技術相似，噬菌體抗體展示庫技術也是種可以用來高效的生產單克隆抗體的技術，且兼顧了抗體的人源化，在醫學研究和臨床診斷和治療中得到了廣泛的應用。

噬菌體是一種基因數目少、結構相對簡畢、易于操作的以細菌為宿主的病毒，其自身具有免疫原性，可作為佐劑樣顆粒增強機體的免疫應答，同時具有對外界理化因素較強的適應力和抵抗力，具有較強的穩定性，適合用于大規模生產單克隆抗體。目前用于構建抗體庫的噬菌體主要有絲狀噬菌體、入噬菌體、T4噬菌體和T7噬菌休，其中含有完整的噬菌體基因組的絲狀噬菌體最常用來構建肽庫，絲狀噬菌體展示技術主要與兩種外殼蛋白有關，一種是主要外殼蛋白P8蛋白，另一種是次要外殼蛋白P3蛋白，這兩種蛋白均可作為載體來展示外源多肽或蛋白，展示在噬菌體表面的外源性多肽或蛋白可保持相對獨立的空間結構和生物學活性。

噬菌體抗體展示庫技術的操作流程可概括為：將目標多肽或蛋白的編碼基因或目的基因的片段插入到噬菌體衣殼蛋白結構基因的適當位置，表達形成外源多肽或蛋白與衣殼蛋白的融合蛋白，展示于子代噬菌體的表面。因為其具有相對獨立的空間結構和生物活性，可以被靶向分子識別和結合，孵育一段時間后洗去未與靶分子結合或者弱結合的噬菌體，然后再用競爭性受體或者酸性洗脫劑洗脫強結合力的噬菌體，將其轉染宿主細胞后繁殖擴增，經過3~5輪的吸附-洗脫-擴增循環后使得能與靶分子特異性結合的，表達特異多肽或蛋白的噬菌體得到高度的富集。然后對其進行DNA序列分析測定，從而實現經過富集、篩選得到表達目標抗體的單克隆噬菌體，同時可以篩選出目標特異性抗體的可變區基因。

目前，噬菌體展示庫技術廣泛應用于研究蛋白質之間的相互作用關系、酶的特異性及抑制劑、抗體工程和抗原篩選、受體結構和功能等領域的研究當中。該技術具有生產成本相對低廉、良好的免疫原性、較長時間內保持穩定存在、較好的特異性和敏感性等優點，另一方面也存在外源性多肽重疊、肽庫容量限制性、密碼子限制性等問題。噬菌體抗體庫在臨床研究和治療中有重要的價值，通過噬菌體抗體庫生產的多種單克隆抗體已經應用于臨床中。例如，用于治療類風濕關節炎的Adalimumab (商品名Humira)、治療系統性紅斑狼瘡的Belimumab (商品名Benlysta)及抗腫瘤免疫治療中使用的Ramucirumab (商品名Cyramza)等，但該技術仍面臨怎樣改良才能獲得更加安全有效、高特異性、高親和力、低免疫原性抗體的問題。

酵母展示技術

酵母是單細胞的真核生物，酵母展示技術的基本原理是將外源靶蛋白基因(外源蛋白)與特定的載體基因序列融合后導入酵母細胞，利用酵母細胞內蛋白轉運到膜表面的機型與基因型一致和易于擴增的特性，可根據編碼蛋白的特性對目的基因進行篩選，另外由于酵母細胞提交較大，可用熒光激活細胞分選儀進行篩選，該技術在展示高等哺乳動物蛋白天然構象方面有獨特的優越性。

核糖體展示按術

核糖體展示技術是指通過加入啟動子、核糖體結合位點、L〇〇p結構等，通過PCR 擴增目的基因的DNA，之后將置于具有偶聯轉錄/翻譯的無細胞培育，使目的基因的翻譯產物展示在核糖體表面，形成“mRNA-核糖體-蛋白質”的三元復合物;利用常規的免疫學檢測技術(如R1A、ELISA等)，通過固相化的靶分子直接篩選出含有目標蛋白的三元復合物，對篩選分離得到的復合物進行分解，釋放出的mRNA后進行RT pCR;進行下一輪的富集和選擇，最終篩選出髙親和力的目標分子。目前己可通過該技術篩選出多種抗體。例如，血凝集素抗體、溶菌酶抗體、熒光素抗體、胰島素抗體和黃體酮抗體等。由于不經過體內轉化，可以構建出較大庫容的抗體庫，且可獲得高特異性、高親和力的抗體。

mRNA展示技術

mRNA展示技術是指通過化學合成方法合成編碼多肽的DNA庫，在其5'端添加T7 聚合酶啟動子、翻譯增強子、翻譯起始密碼子等序列，在3'端添加親和純化標簽，之后在體外將DNA轉錄成RNA,把RNA的3'端和帶有嘌呤霉素的連接子結合使之與RNA 文庫在無細胞翻譯體系中共翻譯，mRNA與其所翻譯的蛋白質結合起來形成mRNA-蛋白質融合體，可利用翻譯蛋白所帶的親和標簽，用親和層析技術將mRNA-蛋白質融合體純化出來，并對mRNA進行反轉錄，生成cDNA-mRNA-蛋白質融合體。采用EL1SA、磁珠法等，分離含有目標蛋白的cDNA-mRNA-蛋白質融合體，洗脫后加酶分解得到cDNA,將 其進行PCR，所得產物進入下一輪循環，經過多次循環，目標蛋白及其編碼的基因序列最終得到富集和分離。mRNA展示技術主要應用于發現RNA、小分子、蛋白質等新的蛋白質配體和闡明蛋白質與藥物在細胞中的相互作用機制，其他特殊運用包括介導蛋白質芯片的自我組裝，利用非天然氨基酸和經化學修飾的肽構建文庫，加速抗體體外親和力成熟及進化等。