合成生物学是以分子生物学和工程学理论为指导，设计和合成各种复杂生物功能模块、系统甚至人工生命体，并应用于特定化学物生产、生物材料制造、基因治疗、组织工程等的一门综合学科。它涉及微生物学、分子生物学、系统生物学、遗传学、材料科学以及计算机科学等多个学科。
维基百科全书将其描述为：合成生物学旨在设计和构建工程化的生物系统，使其能够处理信息、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。简单地说，合成生物学就是通过人工设计和构建自然界中不存在的生物系统来解决能源、材料、健康和环保等问题。
合成生物学的目标包括：
1、合成最小生命基因组；
2、设计通用型生物部件，用于组装和制造新的生物组成部分；
3、建造全人造细胞；
4、创造人工合成生物分子。
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