Η συνθετική βιολογία είναι μια μορφή βιολογικής μελέτης που περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας ολιστικής κατανόησης μιας έννοιας συνδυάζοντας διάφορους τομείς έρευνας. Πιο πρόσφατα, ο όρος συνθετική βιολογία αντιπροσωπεύει μια μορφή έρευνας που συνδυάζει την επιστήμη με τη μηχανική. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να σχεδιαστούν και να κατασκευαστούν νέα βιολογικά συστήματα και λειτουργίες.
Ο όρος συνθετική βιολογία χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1978, αφού οι Daniel Nathans, Werber Arber και Hamilton O. Smith κέρδισαν το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής. Το βραβείο απονεμήθηκε αφού οι Nathans, Arber και Smith ανακάλυψαν περιοριστικά ένζυμα και αποφάσισαν πώς να τα εφαρμόσουν σε προβλήματα που εντοπίζονται στη μοριακή γενετική. Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να ανασυνδυάσουν μόρια ανασυνδυασμένου δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA), καθώς και να αναλύσουν μεμονωμένα γονίδια. Αυτό το παράδειγμα συνθετικής βιολογίας έδωσε τη δυνατότητα στους επιστήμονες να περιγράψουν και να αναλύσουν υπάρχουσες γονιδιακές ρυθμίσεις, καθώς και νέες ρυθμίσεις που κατασκευάστηκαν από το ανθρώπινο χέρι.
Η συνθετική βιολογία χρησιμοποιείται συνήθως στη μελέτη της γενετικής. Με τη συνθετική βιολογία, οι ερευνητές μπορούν να δημιουργήσουν ένα μοντέλο DNA και να το τοποθετήσουν μέσα σε ζωντανά κύτταρα προκειμένου να παρατηρήσουν το αποτέλεσμα. Αυτό βοηθά τους ερευνητές να δοκιμάσουν τις θεωρίες τους και να προβλέψουν γενετικά αποτελέσματα.
Δεδομένου ότι τα βιολογικά συστήματα είναι στην πραγματικότητα φυσικά συστήματα που αποτελούνται από χημικές ουσίες, η συνθετική βιολογία έχει οδηγήσει στο πεδίο της συνθετικής χημείας. Η συνθετική βιολογία και η συνθετική χημεία πάνε χέρι-χέρι, καθώς τα φυσικά χημικά χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό και τη δημιουργία νέων χημικών. Ο απώτερος στόχος της συνθετικής βιολογίας είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή βιολογικών συστημάτων που έχουν σχεδιαστεί για να επεξεργάζονται πληροφορίες, καθώς και να αλλάζουν χημικά, να δημιουργούν υλικά, να παρέχουν τροφή, να παράγουν ενέργεια, να διατηρούν και να βελτιώνουν την ανθρώπινη υγεία και να διατηρούν και να βελτιώνουν το περιβάλλον.
Ωστόσο, η συνθετική βιολογία έχει τις προκλήσεις της. Οι ειδικοί της βιοηθικής ανησυχούν σε μεγάλο βαθμό για την πιθανή κακή χρήση της συνθετικής βιολογίας από τρομοκρατικές χώρες. Τα ίδια μέταλλα που δημιουργήθηκαν για την κατασκευή βελόνων ραψίματος και άροτρων, για παράδειγμα, χρησιμοποιήθηκαν αργότερα για τη δημιουργία λόγχες και σπαθιών. Η πυρηνική φυσική δημιούργησε θεραπείες ακτινοβολίας για τον καρκίνο, αλλά οδήγησε και σε πυρηνικά όπλα. Οι αντίπαλοι φοβούνται ότι, αν και η συνθετική βιολογία μπορεί να μπορέσει να βρει μια θεραπεία για την ελονοσία, το ίδιο πεδίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός βιολογικού όπλου για το οποίο δεν υπάρχει θεραπεία.