Synthetic Biology Final Report

Synthetic Biology | Annex
 
 
88 
•  Repurposing and redesign of biological systems for novel purposes or applications 
•  Design and synthesise novel functions 
•  Modelling, simulation, and comparison to experiment 
•  Quantitative models describing molecular interactions able to predict of the behaviour of the systems 
•  Understand or modify existing biological systems and create new biological systems 
•  Design and assembly of predictable and robust biological parts/systems and systems biology, which aims 
at system-level understanding of biological systems 
Self-replication 
•  Development  of  biological  components  and  systems  that  can  be  combined  to  produce  a  pre-
programmed outcome in a biological system, and to build a complete, self-replicating biological system 
Minimal genome 
•  Smallest autonomous self-replicating entity 
•  Minimal genome, constraints 
•  Minimal sets of essential genes are strongly context-dependent, conservation of genes 
•  Semicontained use, e.g. algal culture 
•  Minimise the genome of natural bacteria 
•  Minimal set of essential genes 
•  Program: conceptual extension of the genetic program, chassis: conceptual extension of the living cell 
•  Minimalise approach to designing biochemical systems from simple, predictable, powerful modules 
•  Design and fabrication of artificial minimal “modules” that enable bottom-up development of biological 
complexity 
•  Research in minimal cells 
•  Basic parts are assembled to form biological devices that can be further integrated into complex systems 
•  Minimal “chassis” organism would be created to provide a blank canvas upon which to build 
•  Build biological systems based solely on the essential parts that constitute a living system 
Self-replication 
•  Spontaneous  chemical  self-assembly  process,  ability  to  reproduce  is  an  essential  feature  of  the  living 
system

---

Synthetic Genomics | Annex
 
 
89 
11.2
 
Definitions published 2010-2013 
Definitions – Scopus 
2010 
Synthetic Genomics 
Goltermann and Bentin (2010) 
One novel branch of recombinant DNA, referred to as synthetic genomics, is occupied with (re)- construction 
of entire cellular genomes from virtual sequence information and using chemical components. 
Klasson and Andersson (2010) 
Synthetic genomics is a new field of research in which small DNA pieces are assembled in a series of steps into 
whole genomes. 
Synthetic biology 
Blank and Kuepfer (2010) 
Synthetic Biology, i.e., green field design and synthesis of highly active whole-cell biocatalysts.  
Gao et al. (2010) 
Synthetic biology can be defined as the “re-purposing and re-design of biological systems for novel purposes or 
applications” (Marner, 2009). 
Ninfa AJ (2010) 
Synthetic biology is a relatively new discipline focused on engineering novel cell activities .  
Schmidt M (2010) 
Synthetic biologists try to engineer useful biological systems that do not exist in nature.  
Atsumi and Connor (2010) 
Synthetic  biology  aims  to  design,  synthesize,  and  characterize  new  biological  elements,  or  redesign  natural 
systems that can be lumped together in a “toolbox.”  
Jarboe et al. (2010) 
For the purpose of this review, we will apply the Synthetic Biology definition of “the design and construction of 
new biological components, such as enzymes, genetic circuits, and cells, or the redesign of existing biological 
systems”. 
Kämpf and Weber (2010) 
Synthetic biology as the discipline of reconstructing natural and designing novel biological systems is gaining 
increasing impact in signaling science. 
Schmidt and Pei (2010) 

---

Synthetic Genomics | Annex
 
 
90 
The  probably  least  contested  definition  is  that  found  at  the  SB  community  webpage 
(http://syntheticbiology.org/):  Synthetic  Biology  is:  A)  the  design  and  construction  of  new  biological  parts, 
devices, and systems, and; B) the re-design of existing, natural biological systems for useful purposes. 
Wang  et al. (2010) 
Beginning  from  the  first  outline  drawn  by  Szybalksi  and  Skalka  in  1978,  synthetic  biology  has  undergone  a 
history from the initial chemical synthesis, to enzyme and PCR-based constructions (Kodumal et al., 2004), as 
well as the recent systematic fabrication relying on the conception of parts, devices and systems (Ellis et al., 
2009; Peccoud et al., 2008). While not being confined to the creation of unnatural molecules, synthetic biology 
also concentrates on reconstituting the functions of a cell or entire colony. 
Weber and Fussenegger (2010) 
Synthetic  biology,  which  aims  to  design  and  construct  complex  biologic  systems,  is  a  field  that  is  growing 
exponentially. 
Zhang et al. (2010) 
Now,  as  described  by  Synthetic  Biology  Community  (http://syntheticbiology.org/),  synthetic  biology  is  the 
design  and  construction  of  new  biological  parts,  devices  and  systems,  and  the  re-design  of  existing,  natural 
biological systems for useful purposes. This is the simplest and perhaps the most widely accepted definition. 
Alterovitz et al. (2010) 
The  field  of  synthetic  biology  holds  an  inspiring  vision  for  the  future;  it  integrates  computational  analysis, 
biological data and the systems engineering paradigm in the design of new biological machines and systems. 
Aubel and Fussenegger (2010) 
Synthetic  biology,  the  science  of  designing  biological  assemblies  with  novel  functions  in  a  rational  and 
systematic manner, is a promising new field with great potential for novel therapeutic strategies.(1,2,3,4 
Bashor et al. (2010) 
The  application  of engineering  principles  toward  the  construction of  novel  biological  systems  —  a  discipline 
that has become known as synthetic biology — has received a great deal of attention in recent years based on 
its  potential  to  deliver  a  wide  array  of  technological  benefits….In  practice,  synthetic  biology  consists  of  co-
opting molecular “parts” from natural systems and using them to construct new networks that fulfill specific 
design goals. 
Fritz et al. (2010) 
Synthetic  biology  is  a  nascent  technical  discipline  that  seeks  to enable  the  design  and  construction of  novel 
biological  systems  to  meet  pressing  societal  needs.  …  In  recognition  of  such  challenges,  the  central  goal  of 
synthetic biology is to transform biology into a system that can be engineered just as we engineer bridges and 
mechanical systems today (reviewed in [3–8]).  
Ghim et al. (2010) 
Synthetic biology is an emerging field with the aim of designing and constructing complex artificial biological 
systems using standard biological parts in a fashion similar to that of an engineer designing an electronic  or 
mechanical system. 

---