合成生物学与最小基因组（synthetic biology and minimal genomes）
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长久以来，生物学家研究细胞的方式像博物学家研究鸟类——观察已经存在的东西。合成生物学把这一点反转过来：它把活细胞当作可以像电子或软件那样去工程化的东西。其指导思想是让生物变得可设计——构建新的基因线路、重新设计细胞去做有用的工作，甚至从零写出整个基因组。
实践上它借用了工程学的习惯。DNA序列成了标准化、可复用的部件——启动子、基因、开关——你可以像在电路板上拼接元件那样把它们拼起来，构建一条基因线路，比如一组基因构成的环路，让细胞只在感知到毒素时才发光。由于我们现在既能廉价地读DNA、也能廉价地化学合成DNA，研究者可以在计算机上设计一段基因程序，合成它，再装进细胞。最激进的实验重建基因组本身：一项著名的工作把一个极小的细菌的基因一个个去掉，以找出最小基因组——细胞要维持存活所能拥有的最小基因集（几百个基因）——然后化学合成出那个基因组，启动了一个靠它运行的细胞。这探问的是一个深刻的问题：生命不可再简化的内核是什么？
合成生物学已经造出真实的东西——能酿造抗疟药或生物燃料的工程酵母、被设计来感知疾病的细菌、被重新编程为活工厂的细胞。它的重要性在于把分子生物学从一门描述生命的科学，变成一门建造生命的技术。但这里要放两点诚实的告诫。细胞并不像电路板那样模块化；一个孤立时能用的部件，一旦置身于活细胞那杂乱、不断进化的环境中，往往表现得难以预料，所以工程化生物比工程化硅难得多。而设计生物体的同一种能力是“双重用途”的——落入坏人之手可能被用来作恶——这正是生物安全与生物安保与这个领域密不可分的原因。
由文特尔研究所牵头的研究者造出了一种细菌JCVI-syn3.0，带有一个完全合成的、约473个基因的最小基因组——这是迄今造出的最精简的能自我复制的细胞。引人注目的是，其中大约三分之一必需基因的功能当时还不清楚，这令人谦卑地提醒我们：即便是最简生命，我们仍有多少不懂。
已知最小的能自我复制的基因组——而我们仍解释不了它的三分之一。
电路板的类比终究只是类比：生物部件远不如电子元件那样模块化、可预测，而这个领域的力量使它具有双重用途，所以生物安全从一开始就被纳入考量。