Sinh học tổng hợp là việc phát triển khoa học công nghệ áp dụng các nguyên tắc thiết kế kỹ thuật ở cấp độ phân tử sinh học. Ví dụ, thiết kế lại một tổ chức sống để nó có thể thực hiện một chức năng mới, ví như sản xuất ra một chất cụ thể. Thậm chí nhiều nhà khoa học còn có tham vọng tạo ra các tổ chức sống mới từ vật liệu không sống. Sinh học tổng hợp thường chồng chéo với các lĩnh vực khác, ví dụ như di truyền. Sự khác biệt chính là mục đích tối thượng của sinh học tổng hợp lớn hơn nhiều, đó là thiết kế các sinh vật sống sẽ đáp ứng nhu cầu và mong muốn của loài người. Một số người còn coi công nghệ sinh học tổng hợp lĩnh vực kế thừa của di truyền học. Các sản phẩm bao gồm thuốc được sản xuất bởi vi khuẩn nhân tạo và tảo biến đổi gen sản xuất năng lượng sạch.

Công nghệ sinh học đã có chỗ đứng trong lĩnh vực cung cấp thực phẩm. Ví dụ, phô mai. Ban đầu phô mai được làm với men dịch vị rennet (chymosin, một loại enzym thủy phân protein có trong dạ dày động vật được sử dụng để sản xuất phô mai hiện nay) từ rennet dạ dày của bê cai sữa, nhưng từ năm 1990 trở đi, quá trình này được thực hiện thông qua các quy trình công nghệ sinh học. Các nhà nghiên cứu lấy các gen sản xuất rennet từ dạ dày bê và tạo chúng thành vi khuẩn, nấm hoặc nấm men, sau đó những loại vi khuẩn, nấm và nấm men này tạo ra rennet thông qua quá trình lên men, làm loại bỏ vi sinh vật biến đổi gen. Rennet được tách ra và thêm vào sữa, có nghĩa là phô mai sẽ không chứa bất kỳ vật liệu biến đổi gen nào. Những ví dụ gần đây về sinh học tổng hợp bao gồm các thí nghiệm về biến đổi gen sinh vật và nghiên cứu về tế bào gốc của thai nhi. Ngoài mở rộng kiến thức của con người về cách hoạt động của các tế bào, các nhà sinh học tổng hợp cũng khao khát phát triển y học rẻ hơn hoặc để giải quyết vấn đề khí hậu. Các nhà nghiên cứu cũng biến đổi Penicillium notatum để sản xuất một loại kháng sinh từ nhóm cefalosporine. Nhiều nghiên cứu được tiến hành để biến đổi vi khuẩn thành thực vật hóa chất, có khả năng sản xuất thuốc sốt rét giá rẻ.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nhờ các sinh vật tổng hợp, nguyên liệu sẽ được sử dụng ít đi và không cần sử dụng thuốc diệt cỏ nữa. Những sinh vật sinh học tổng hợp này sẽ sử dụng không gian và năng lượng ít hơn, do đó góp phần vào canh tác bền vững. Sinh học tổng hợp có thể góp phần sản xuất các thành phần theo cách thân thiện với môi trường hơn và với giá thành rẻ hơn. Sự chuyển đổi từ sản xuất dựa vào đất các thành phần quý hiếm - chẳng hạn như các loại gia vị và dược liệu đặc biệt - sang sản xuất dựa trên sinh học tổng hợp sẽ tác động lớn đến chuỗi sản xuất và tạo ra chuyển dịch kinh tế giữa các vùng. Ở San Francisco, các biohacker (hacker sinh học) được nhận tài trợ cộng đồng đang thử nghiệm sản xuất sữa phi động vật và phô mai chay. Năm 2014, Open Wetlab của hiệp hội Waag Society đã tổ chức Học viện BioHack đầu tiên trên thế giới: đó là một khóa học để xây dựng Nhà máy Sinh học của riêng bạn, cho phép bạn tiến hành hoạt động với nhiên liệu, thực phẩm, sợi, thuốc, mùi hương, nấm và các loại sản phẩm khác của chính bạn. Điều này có nghĩa là liệu trong tương lai mỗi hộ gia đình sẽ có thể tự thiết kế và sản xuất ra các sản phẩm của riêng mình bằng công nghệ sinh học tổng hợp? Nhưng cũng có những lý do để cần thận trọng với kịch bản như vậy. Điều khiển các vi khuẩn hoặc vi-rút hiện có có thể dẫn đến việc tạo ra mầm bệnh mới. Sinh học tổng hợp cũng có thể được dùng để tạo vũ khí sinh học. Cuối cùng là các khía cạnh của trí tuệ tài sản và đạo đức. Bạn có thể nộp bằng sáng chế cho một sinh vật mới? Liệu sinh học tổng hợp được thực hiện để tạo ra sự sống nhân tạo? Sở hữu trí tuệ được coi là điều kiện tiên quyết để khai thác thương mại tri ​​thức mới. Cũng có những tiếng nói cho rằng chúng ta nên hướng đến một mô hình nguồn mở, trong đó chúng ta có thể chia sẻ kiến ​​thức và kỹ thuật càng nhiều càng tốt. Những người ủng hộ mô hình này lo sợ rằng các công ty lớn có thể độc quyền kiến thức, do đó càng làm tăng bất bình đẳng toàn cầu. Theo họ, nguồn mở sẽ thực sự thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong sinh học tổng hợp.

P.A.T (NASATI)