Im Feld der Biologie, und speziell in der Synthetischen Biologie, ist die Verwendung von sogenannten Design-Build-Test-Learn (DBTL)-Zyklen eine generelle Methodik um z. B. diverse genetische Konstrukte zu generieren und zu optimieren. Die Geschwindigkeit für solch einen DBTL-Zyklus ist hauptsächlich dadurch limitiert, inwiefern DNA Fragmente erfolgreich zu komplexeren Produkten assembliert werden können. Eine Möglichkeit dies zu gewährleisten ist die Automatisierung der DNA Assemblierung mit Hilfe von Robotik-Plattformen und wird zunehmend verwendet. Unglücklicherweise werden dafür weitestgehend Assemblierungsmethoden verwendet, die einen aufwändigen Planungsprozess benötigen, die Wiederverwendung der genutzten DNA Fragmente erschweren oder sogar genetische Narben in den Produkten hinterlassen. Eine Assemblierungsmethode, die alle drei genannten Limitationen umgeht, ist die Ligase Cycling Reaction (LCR) und wird daher in dieser Arbeit verwendet. Im Kontrast zu gängigen Assemblierungsmethoden müssen keine Konstrukt-spezifischen DNA Fragmente entwickelt werden. Zudem bleiben keine genetischen Narben in der finalen Sequenz zurück. Zur Festlegung der Assemblierungsreihenfolge werden einzelsträngige DNA Brücken, sogenannte Bridging Oligos (BOs), genutzt um bis zu 20 DNA Fragmente in einer Reaktion zu ligieren. Dazu wird der Mix aus Fragmenten, BOs und einer Ligase unter spezifischen Salzbedingungen zyklisiert erhitzt und abgekühlt um das Denaturieren der DNA Fragmente, das Hybridisieren der BOs mit den Fragment-Einzelsträngen sowie die Ligationsreaktion zu ermöglichen. Letztendlich wird das Produkt nach der Transformation von Escherichia coli (E. coli) mit der LCR erhalten. Somit ist die LCR eine Verkettung einer in vitro sowie in vivo Prozedur. Diese Methodik wurde bereits 2018 von Robinson et al. mit einer Robotik-Plattform automatisiert. Jedoch wurden teilweise niedrige Assemblierungseffizienzen erreicht was mit einem hohen zeitlichen und finanziellen Aufwand für das Identifizieren von korrekt assemblierten Konstrukten verbunden ist. Die Optimierung der LCR Reaktion und die darauffolgende Automatisierung mit Hilfe der Robotik-Plattform des CompuGene-Projektes ist der Fokus dieser Arbeit und soll die Reproduzierbarkeit, Robustheit und den Durchsatz von DNA-Assemblierungen verbessern. Zusätzlich wird eine in vitro LCR Methode entwickelt, um den in vivo Einfluss von E. coli auszuschließend und das limitierende Transformieren und Ausplattieren der in vivo LCR zum umgehen. Durch die Verwendung des publizierten LCR Protokolls von de Kok et al. (2014) konnten bis zu zehn DNA Fragmente in einer Reaktion erfolgreich assembliert werden. Jedoch waren manche Assemblierungen nicht erfolgreich oder die Effizienz der Reaktion war gering. Daher wurde ein verbessertes LCR Protokoll entwickelt: im Gegensatz zum ursprünglichen Protokoll erhöhte das Weglassen der Detergenzien Dimethylsulfoxid (DMSO) und Betain die Effizienz und die Anzahl der Transformanten. Dieser Einfluss konnte bei Assemblierungen verschiedener Plasmide gezeigt werden. Weiterhin führte eine Erhöhung der Annealing Temperatur zu verbesserten Ergebnissen bezüglich der Transformantenmenge. Das neue LCR Protokoll wurde anschließend verwendet um ein Protokoll für ein automatisiertes Assemblieren und Ausplattieren von 96 Konstrukten innerhalb von 19 h mit Hilfe der Robotik-Plattform zu ermöglichen. Dieser Prozess wurde im Trockenmodus entwickelt und erfordert noch eine Validierung. Um die Automatisierung weiterhin zu unterstützen, wurde zudem eine Software zur automatischen Erzeugung von BOs und von voll-kombinatorischen in silico LCRs entwickelt. Diese Software und der Robotik- Prozess der in vivo LCR bildet mitunter auch die Grundlage für die entwickelte in vitro LCR: basierend auf diesem zell-freien System könnten innerhalb von 19 h ca. 5× mehr LCR Reaktionen durchgeführt und analysiert werden als mit dem in vivo Ansatz. In Zukunft stellt die in vitro LCR die Methode der Wahl dar um automatisiert im Hochdurchsatz DBTL-Zyklen von genetischen Schaltern und Schaltkreisen durchzuführen.