2009年11月，一群生物学家、化学家、计算机科学家和工程师在加州大学欧文分校聚会，就美国科学院“凯克未来计划”中的“合成生物学”的未来进行了讨论。尽管他们对这一领域的定义相应地存有分歧，但在谈到实例时，大部分人指出了发表于2000年1月20日《自然》的《第一个合成的生物振荡器――压制振动子》和《双稳态的基因调控网络》论文，是“剪裁”基因调控方面最典型的一对实验。与会者可能并没有对“合成生物学”是什么取得一致意见，但他们似乎知道它是何时开始的。

　　至今，“合成生物学”这门充满生气的、跨学科的科学已走过了10年；而关于对它的讨论，无论在政策领域或公众中很多都已见诸于媒体。最初的时候，并没有预料到它会有如此大的影响，大部分人认为它是与基因工程不相干的技巧，或仅仅是基因工程实用性的延伸而已。

　　而那两个首创的实验将物理学中的传统转移到了生物学：第一，必须要理解建立这个学科所必需的东西；第二，要从可想象到的最简单的原理开始。这些定则已经为合成生物学确立了基本的科学研究规程：设计，然后定义足以产生一个给定功能的最小系统。随着这个跨学科领域的发展，科学家们已开始面对更大胆的应用。例如，创建互换部件和装置的集合体，把微生物转变成生产生物燃料或药物的工厂。

　　把这些可能的应用变成现实，已证明要比当初希望的困难得多。但是，这些困难已被证明是“有益”的。10年前发表的论文提出了生物学中几个新的且基本的问题，例如，指出了基因表达中“噪音”的至关重要的作用。“噪音”既是个麻烦、又是个极好的计算机会，现在，这已成为一个非常活跃的研究领域。

　　更重要的是，在建立这些研究的基本线路图时遇到的困难，宣告了直觉作为理解生物学可靠指南功能的终止。合成生物学花费了很多努力，阐明了系统生物学或许应该包含的意思：在产生超出直觉之外的生物学见解中，甚至要得到数学形式体系的帮助。在这方面，合成和系统生物学现在似乎不可分割，这是过去10年中发表在《自然》上的“合成系统生物学”论文集阐述的一个主题，并辑要发表在1月下旬出版的《自然》上。

　　毫无疑问，合成生物学的某些进展是媒体感兴趣的。但是，也可以并不夸大地说，合成生物学的潜能是巨大的：清洁的并可持续的生物燃料、廉价的药物生产和人造器官仅仅是已展现的几个应用，尽管在过去的10年里很费力地走出了几小步。然而要完全实现这些美好的前景，需要的是耐心、努力和一大批生物学家、物理学家、化学家、数学家和工程师们的独创。

　　产生新的“小玩意”并不是合成生物学追求的主要结果，其目标之一是，合成出基因时钟（genetic clock）这样更大、更复杂的生物系统。随着合成生物学沿着这个或别的途径发展，其本身将需要更多的知识支撑，包括来自新的基础生物学知识――定量的、系统的、计算的、生物物理的，等等。相反，从这第一个10年里得到的一条最深刻的教训是：如果生物学知识要成为一门成熟的、适度预见性的科学，它将需要融入合成生物学的研究方法。