يُعنى علم الأحياء التركيبي بتصميم وبناء أجزاء وأنظمة بيولوجية جديدة. ويتعامل مع الحمض النووي كلغة برمجة، والخلايا كهياكل قابلة للبرمجة. وبدلاً من دراسة الموجود، يُعنى هذا العلم بخلق ما ليس موجوداً. يجمع هذا المجال بين علم الأحياء الجزيئي والهندسة وعلوم الحاسوب والكيمياء. وهو مجال طموح، ومثير للجدل، وسريع التطور.

يتضمن هذا العمل عدة مناهج. يمكن تجميع أجزاء الحمض النووي المعيارية، المسماة "الوحدات الحيوية"، في دوائر جينية. يسمح تركيب الجينات ببناء الجينات والمجينات من الصفر. تعمل الهندسة الأيضية على إعادة توجيه عملية الأيض الخلوي لإنتاج مركبات جديدة. يُنتج تحرير المجين وتركيبه كائنات حية ذات مجينات مُصغّرة أو مُعاد تصميمها. الهدف هو القدرة على التنبؤ والتحكم.

لقد أثمرت البيولوجيا التركيبية عن ابتكارات مفيدة. فالخميرة المعدلة وراثيًا تنتج حمض الأرتيميسينيك، وهو مادة أولية لدواء مضاد للملاريا. كما تنتج البكتيريا المعدلة وراثيًا الوقود الحيوي والبلاستيك الحيوي. وتكشف الخلايا المعدلة وراثيًا عن الملوثات البيئية وتبلغ عنها بإشارة فلورية. وتُستخدم الدوائر الجينية التركيبية في الأبحاث لدراسة تنظيم الجينات، وفي الطب لبرمجة الخلايا المناعية.

يثير هذا المجال مخاوف عديدة. فالكائنات المعدلة وراثيًا قد تفلت من السيطرة وتُخلّ بالتوازن البيئي. كما يُمكن استخدام مسببات الأمراض الاصطناعية كأسلحة. والخط الفاصل بين الهندسة وخلق الحياة غير واضح. ولا تزال القوانين واللوائح في طور التطور. علم الأحياء التركيبي قوي، وستعتمد عواقبه على كيفية تنظيمه.