Synthetic Biology Final Report

Synthetic Biology | Recommendations 
 
71 
(OECD 2014). The measures established by the IGSC seem appropriate to minimise potential risks and should 
be mandatory for all companies providing SB material. 
Safety and security 
Control measures to protect people and the environment from exposure to SB organisms must be specified. 
Given the state-of-the-art, the  current focus should be  on the protection of staff working in SB laboratories 
and  in  measures  to  ensure  confinement  of  the  organisms  under  investigation.  All  regulatory  measures  for 
working with genetically modified organisms fully apply to SB organisms. 
Establishment of containment strategies 
To prevent the unintended release of SB organisms into the environment, and to avoid adverse effects of 
deliberate  or  accidental  release  of  SB  organisms,  adequate  containment  strategies,  including  the  proper 
disposal  of  waste,  have  to  be  put  in  place,  strictly  fulfilling  the  EU  regulatory  framework  and  relevant 
national legal requirements.  On the  international level, if no appropriate measures are yet  foreseen, it  is 
recommended to adhere to the relevant National Institutes of Health NIH Guidelines for Research Involving 
Recombinant  or  Synthetic  Nucleic  Acid  Molecules  (NIH  Guidelines)  for  physical  containment.  Generally, 
biological  containment  strategies  are  not  recommended,  as  single  strategies  may  be  too  weak  and  not 
reliable and the use of multiple strategies may lead to failure of the containment due to its complexity. 
Worker safety 
The  baseline  governing  worker  safety  is  the  relevant  EU  or  national  standards.  However,  care  should  be 
taken  whether  unique  risks  and  challenges  posed  by  SB  organisms  to  human  health  (e.g.,  unintended 
exposure due to aerolisation) potentially trigger the need to augment existing workplace safety procedures 
and standards. 
Training needs 
An important aspect of risk mitigation is to ensure proper training of staff and fitting to the individual tasks. 
The multidisciplinarity of the  field brings along that not  all persons involved have  had biological training. 
Therefore, the establishment of appropriate training standards is of pivotal importance. Staff dealing with 
SB material has to undergo comprehensive biosafety instruction that should follow the relevant EU and/or 
national standards. 
Possibility to track SB organisms 
Traceability  of  SB  organisms  could  be  ensured  by  obligatory  integration  of  “watermark”  sequences  into 
synthetic genomes, which can then be targeted by a specific PCR reaction. SB organisms can thus be labelled, 
and potential unintentional releases could be tracked by standard molecular detection methods. 
 

---

Synthetic Biology | References 
 
72 
8
 
References 
Acevedo-Rocha CG, Fang G, Schmidt M, Ussery DW, Danchin A (2013) From essential to persistent genes: a functional 
approach to constructing synthetic life. Trends in genetics : TIG 29 (5):273-279. doi:10.1016/j.tig.2012.11.001 
Agapakis CM, Boyle PM, Silver PA (2012) Natural strategies for the spatial optimization of metabolism in synthetic 
biology. Nature chemical biology 8 (6):527-535. doi:10.1038/nchembio.975 
Agrivida  (2012a)  INzyme
TM
  Plant  Expression.  http://www.agrivida.com/technology/inzymeplant.html.  Accessed 
20.07.2014  
Agrivida  (2012b)  Press  Release:  Agrivida  Launches  Significant  Field  Production  of  Early  Stage  INzymeTM  Crops. 
http://www.agrivida.com/news/releases/2012jun5.html. Accessed 20.07.2014  
Ajikumar PK, Xiao WH, Tyo KE, Wang Y, Simeon F, Leonard E, Mucha O, Phon TH, Pfeifer B, Stephanopoulos G (2010) 
Isoprenoid  pathway  optimization  for  Taxol  precursor  overproduction  in  Escherichia  coli.  Science  330 
(6000):70-74. doi:10.1126/science.1191652 
Amyris (2014) Fuels.  
Anderson J, Strelkowa N, Stan GB, Douglas T, Savulescu J, Barahona M, Papachristodoulou A (2012) Engineering and 
ethical perspectives in synthetic biology. Rigorous, robust and predictable designs, public engagement and a 
modern ethical framework are vital to the continued success of synthetic biology. EMBO reports 13 (7):584-
590. doi:10.1038/embor.2012.81 
Annaluru N, Muller H, Mitchell LA, Ramalingam S, Stracquadanio G, Richardson SM, Dymond JS, Kuang Z, Scheifele 
LZ,  Cooper  EM,  Cai  Y,  Zeller  K,  Agmon  N,  Han  JS,  Hadjithomas  M,  Tullman  J,  Caravelli  K,  Cirelli  K,  Guo  Z, 
London V, Yeluru A, Murugan S, Kandavelou K, Agier N, Fischer G, Yang K, Martin JA, Bilgel M, Bohutski P, 
Boulier  KM,  Capaldo  BJ,  Chang  J,  Charoen  K,  Choi  WJ,  Deng  P,  DiCarlo  JE,  Doong  J,  Dunn  J,  Feinberg  JI, 
Fernandez C, Floria CE, Gladowski D, Hadidi P, Ishizuka I, Jabbari J, Lau CY, Lee PA, Li S, Lin D, Linder ME, Ling 
J, Liu J, Liu J, London M, Ma H, Mao J, McDade JE, McMillan A, Moore AM, Oh WC, Ouyang Y, Patel R, Paul M, 
Paulsen LC, Qiu J, Rhee A, Rubashkin MG, Soh IY, Sotuyo NE, Srinivas V, Suarez A, Wong A, Wong R, Xie WR, 
Xu Y, Yu AT, Koszul R, Bader JS, Boeke JD, Chandrasegaran S (2014) Total synthesis of a functional designer 
eukaryotic chromosome. Science 344 (6179):55-58. doi:10.1126/science.1249252 
Arkin AP, Fletcher DA (2006) Fast, cheap and somewhat in control. Genome biology 7 (8):114. doi:10.1186/gb-2006-
7-8-114 
Arpino JA, Hancock EJ, Anderson J, Barahona M, Stan GB, Papachristodoulou A, Polizzi K (2013) Tuning the dials of 
Synthetic Biology. Microbiology 159 (Pt 7):1236-1253. doi:10.1099/mic.0.067975-0 
Bassler B (2010) Transcript from Meeting 1, Session 1 of the US Presidential Commission on Bioethics. Available at: 
http://bioethics.gov/node/164, .  
Becker  J,  Schafer  R,  Kohlstedt  M,  Harder  BJ,  Borchert  NS,  Stoveken  N,  Bremer  E,  Wittmann  C  (2013)  Systems 
metabolic  engineering  of  Corynebacterium  glutamicum  for  production of  the chemical  chaperone  ectoine. 
Microbial cell factories 12:110. doi:10.1186/1475-2859-12-110 
Bilgin  T,  Wagner  A  (2012)  Design  constraints  on  a  synthetic  metabolism.  PloS  one  7  (6):e39903. 
doi:10.1371/journal.pone.0039903 
BIO (2013) Current Uses of Synthetic Biology for Renewable Chemicals, Pharmaceuticals, and Biofuels. Biotechnology 
Industry 
Organization. 
http://www.bio.org/sites/default/files/Synthetic-Biology-and-Everyday-Products-
2012.pdf. Accessed 17.07.2014  
Bioenergies 
(2014) 
Global 
Bioenergies. 
Science. 
http://www.global-
bioenergies.com/index.php?option=com_content&view=article&id=66&Itemid=164&lang=en. 
Accessed 
22.07.2014  
Birchler  JA  (2014)  Engineered  minichromosomes  in  plants.  Current  opinion  in  plant  biology  19C:76-80. 
doi:10.1016/j.pbi.2014.05.009 
Bokinsky G, Peralta-Yahya PP, George A, Holmes BM, Steen EJ, Dietrich J, Lee TS, Tullman-Ercek D, Voigt CA, Simmons 
BA,  Keasling  JD  (2011)  Synthesis  of  three  advanced  biofuels  from  ionic  liquid-pretreated  switchgrass  using 
engineered  Escherichia  coli.  Proceedings  of  the  National  Academy  of  Sciences  of  the  United  States  of 
America 108 (50):19949-19954. doi:10.1073/pnas.1106958108 
Bowen  TA,  Zdunek  JK,  Medford  JI  (2008)  Cultivating  plant  synthetic  biology  from  systems  biology.  The  New 
phytologist 179 (3):583-587. doi:10.1111/j.1469-8137.2008.02433.x 
Boyle  PM,  Silver  PA  (2009)  Harnessing  nature's  toolbox:  regulatory  elements  for  synthetic  biology.  Journal  of  the 
Royal Society, Interface / the Royal Society 6 Suppl 4:S535-546. doi:10.1098/rsif.2008.0521.focus 

---