自从十五世纪下半叶人类开始对生物学的探索至今，传统生物学的研究手段大多以“分”为主，人们将物种分类，对有机体进行解剖，把它们分割成很多模块，然后再分别去研究其中每个组分，每种物质的性质和功能。经过长期的探索研究，现在人们已经对基因组，蛋白质，信号通路，代谢途径等生物体的各种模块有了深入的认识。加之DNA分子人工合成、测序、基因转移等生物技术的日臻成熟，人们开始尝试着将过去孤立研究的这些模块成分整合起来，进而去理解并应用细胞的整体行为。
合成生物学就是从最基本的要素开始一步步建立零部件，以一些天然成分衍变的或者完全人工设计的特性良好的部件为起点，通过人工设计和构建自然界中并不存在的生物系统，并利用它们处理信息、操作化合物、制造材料、生产能源、提供食物、保持和增强人类的健康和改善我们的环境。
提到合成生物学，就不得不提到克雷格●文特尔 博士（图1），这位具有传奇色彩的“科学怪人”和他的研究小组的科学家们合成了人类历史上第一个“人工生命体”。
图1. 克雷格●文特尔 博士。出生于美国盐湖城，目前是克莱格●凡特研究所（J. Craig Venter Institute）的主席。时代杂志在2000年7月将文特尔与人类基因组计划代表佛兰西斯?柯林斯同时选为封面人物，又在2007年将他选进世界上最有影响力的人之一。
“我们认为，每个人都有责任去寻找新的能源和途径，以减轻我们对这个地球造成的负面影响。”马里兰克雷格●文特尔研究所(J. Craig Venter Institute)的科学家们这样说。从1995年起，这个研究所的科学家们一直在致力于合成新的有机体，一方面是为了理解生物体的功能基础，而更重要的是利用它们来生产各种生物产物和可再生能源（图2）。在过去的几年中，他们在这个目标上已经取得了很大进展。
图2. 我们希望将来我们的科学技术可以用来生产各种产品，世界依赖于科学，我们正在用科学改变生活。（http://www.syntheticgenomics.com/）
2007年，克雷格●文特尔研究所的科学家把蕈状支原体 (Mycoplasma mycoides)的基因组植入到与它亲缘关系很近的细菌山羊支原体(Mycoplasma capricolum)的细胞里，新移植的基因组取代原基因组发挥作用，把寄主细菌转变成蕈状支原体。
这只是一个开始，它为之后的工作提供了成熟的植入技术。接下来这个研究小组又确定了最小的支原体基因组——维持支原体生命的最小数目的基因。他们分析了生殖支原体（Mycoplasma genitalium）的基因序列，剔除了其中非必需的485个蛋白质编码基因，并用人工合成了由381个基因组成的58.279万对碱基的染色体，并将其植入去除了自身染色体的生殖支原体外壳中，得到新的支原体，这些表达人工染色体基因的新支原体能够进行代谢和繁殖等活动，具备了生命的基本特征，可以认为是人类历史上第一个“人工生命体”，他们将其命名为实验室支原体(Mycoplasma laboratorium)。
2009年《科学》杂志又刊载了克雷格?文特尔研究所这一系列工作所取得的新进展。他们人工合成完整的蕈状支原体 (Mycoplasma mycoides)的基因组，并在染色体中添加酵母着丝点质粒的相关序列，将其在酵母中克隆表达。利用酵母的遗传系统修饰细菌基因，使其甲基化防止宿主细胞限制性内切酶对基因组的降解。修饰后的细菌染色体再从酵母中分离，利用之前形成的植入技术，移植入山羊支原体(Mycoplasma capricolum)，最终创造出新型的蕈状支原体细胞。 “能够使用酵母作为细菌研究的基因工具，修改细菌基因组是一个重要的进步，这些方法可以推广使用在普通实验室里，用于修改原生质。”参与该工作的一位科学家说。文特尔也表示，它可以让藻类和细菌表现出有用的一面，为改变气候变暖及能源短缺做出贡献。他认为这可能将成为生物学领域最有效的一种工具。
然而任何科学进步都具有两面性，关于人工合成生命体的前景，人们也是喜忧参半。它可以用于解决人类目前面临的能源短缺，疾病等各种重大问题，具有巨大的社会效益及经济效益。也可能被恶意使用对人类造成威胁。因此有必要建立一系列相应的法律法规，保证具有重要科学意义的合成生物学健康发展。
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