Synthetische Biologie ist eine Form des biologischen Studiums, bei der ein ganzheitliches Verständnis eines Konzepts durch die Kombination mehrerer Forschungsbereiche geschaffen wird. In jüngerer Zeit steht der Begriff Synthetische Biologie für eine Forschungsform, die Naturwissenschaften mit Ingenieurwissenschaften verbindet. Auf diese Weise können neue biologische Systeme und Funktionen entworfen und gebaut werden.
Der Begriff synthetische Biologie wurde erstmals 1978 verwendet, nachdem Daniel Nathans, Werber Arber und Hamilton O. Smith den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin gewonnen hatten. Der Preis wurde verliehen, nachdem die Nathans, Arber und Smith Restriktionsenzyme entdeckt und ihre Anwendung auf Probleme der Molekulargenetik festgelegt hatten. Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern, rekombinante Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Moleküle zu rekonstruieren sowie einzelne Gene zu analysieren. Dieses Beispiel der synthetischen Biologie ermöglichte es Wissenschaftlern, bestehende Genanordnungen sowie neue, von Menschenhand konstruierte Anordnungen zu beschreiben und zu analysieren.
Synthetische Biologie wird häufig im Studium der Genetik verwendet. Mit der synthetischen Biologie können Forscher ein DNA-Modell erstellen und in lebende Zellen platzieren, um das Ergebnis zu beobachten. Dies hilft Forschern, ihre Theorien zu testen und genetische Ergebnisse vorherzusagen.
Da biologische Systeme eigentlich physikalische Systeme sind, die aus Chemikalien bestehen, hat die synthetische Biologie zum Gebiet der synthetischen Chemie geführt. Synthetische Biologie und synthetische Chemie gehen Hand in Hand, da natürliche Chemikalien verwendet werden, um neue Chemikalien zu entwickeln und herzustellen. Das ultimative Ziel der synthetischen Biologie besteht darin, biologische Systeme zu entwerfen und zu bauen, die darauf ausgelegt sind, Informationen zu verarbeiten, Chemikalien zu verändern, Materialien zu erzeugen, Nahrung bereitzustellen, Energie zu produzieren, die menschliche Gesundheit zu erhalten und zu verbessern und die Umwelt zu erhalten und zu verbessern.
Die Synthetische Biologie hat jedoch ihre Herausforderungen. Bioethiker sind weitgehend besorgt über den möglichen Missbrauch der synthetischen Biologie durch terroristische Länder. Dieselben Metalle, aus denen beispielsweise Nähnadeln und Pflüge hergestellt wurden, wurden später zur Herstellung von Speeren und Schwertern verwendet. Die Kernphysik schuf Strahlenbehandlungen für Krebs, führte aber auch zu Atomwaffen. Gegner befürchten, dass die synthetische Biologie zwar ein Heilmittel für Malaria finden könnte, das gleiche Feld aber auch zur Entwicklung einer biologischen Waffe genutzt werden kann, für die es kein Heilmittel gibt.