La biologie synthétique concerne l’ingénierie de biomachines vivantes fabriquées par l’homme à partir de composants standardisés qui peuvent exécuter des fonctions prédéfinies de manière (auto)contrôlée. Différentes stratégies de recherche et des efforts interdisciplinaires sont poursuivis pour mettre en œuvre les principes de l’ingénierie en biologie. La stratégie « descendante » exploite l’incroyable diversité des composants naturels existants pour construire des compositions synthétiques de réseaux génétiques, métaboliques ou de signalisation aux propriétés prévisibles et contrôlables. Cette approche, principalement axée sur les applications, donne naissance à des usines vivantes qui produisent des médicaments, des biocarburants, des biomatériaux et des produits chimiques fins, ainsi qu’à des pilules vivantes basées sur des cellules modifiées ayant la capacité de détecter et de traiter de manière autonome les états pathologiques in vivo. En revanche, la stratégie « ascendante » cherche à être indépendante des systèmes vivants existants en concevant des systèmes biologiques à partir de zéro et en synthétisant des entités biologiques artificielles qui n’existent pas dans la nature. Cette approche, davantage axée sur la connaissance, étudie la reconstruction de systèmes biologiques minimaux capables de réaliser des phénomènes biologiques de base, tels que l’auto-organisation, l’auto-réplication et l’auto-entretien. En outre, les synthèses d’unités biologiques artificielles, telles que les nucléotides ou les acides aminés synthétiques, et leur mise en œuvre dans des polymères à l’intérieur de cellules vivantes fixent actuellement les limites entre les systèmes biologiques naturels et artificiels. En particulier, la conception, la synthèse et le transfert in vitro de génomes complets dans des cellules hôtes laissent entrevoir l’avenir de la biologie synthétique : la création de cellules de conception dotées de propriétés souhaitables sur mesure pour la biomédecine et la biotechnologie.