在这部合成生物学的简史中，遗传学和生物工程中最重大的发现将揭示合成生物学是如何诞生的。首先，基因发现和基因组测序为合成生物学奠定了基础。后来，电子和生物工程设计带来了合成生物学的早期发展。

为了结束合成生物学的简史，计算机科学将合成生物学带入了现代。合成生物学产品已经出现在当今的市场上，这一新兴领域具有广泛的应用。

1961年，Lac操纵子被发现

合成生物学的简史始于遗传学。DNA储存了所有的基因，但并不是所有的基因都能同时表达，就像衣柜储存了一个人所有的衣服，但并不是每件衣服都穿在同一套衣服里。基因表达受模式调控。1961年，Jacob和Monod发现了lac操纵子，这是第一个被识别的基因调控模式。在大肠杆菌中，这个操纵子编码是否会表达让细菌代谢乳糖的基因。了解这种基因调控模式标志着遗传学和分子生物学的突破。

1970年–限制性内切酶被发现

限制性内切酶在特定位点切割DNA。细菌利用限制性内切酶切割病毒DNA来抵御噬菌体。生物学家使用限制性内切酶来切割DNA来研究或操纵基因序列。

1983年–创建了PCR技术

DNA聚合酶是催化将新的碱基对添加到DNA链上的酶。Kary Mullis发明了聚合酶链式反应，简称PCR。聚合酶链式反应使科学家能够精确复制DNA链，类似于细胞中的DNA复制。聚合酶链式反应是人类基因组测序的基础。

2000年——第一个合成基因电路的设计

基因开关和阻遏物是人类设计的第一个基因回路。在合成生物学简史的早期，lac操纵子的发现标志着科学家观察到的第一个自然发生的遗传回路。基因开关打开和关闭靶基因表达。阻遏物像昼夜节律时钟一样振荡。这两项发现证明了基因调控网络可以用数学原理来设计。

2003年-BioBrick质粒被发明

生物零件是为满足技术标准而设计的生物系统的组成部分。麻省理工学院(MIT)的研究人员汤姆·奈特(Tom Knight)开发了生物零件的BioBrick技术标准和第一批BioBrick零件。BioBricks使用限制性内切酶插入遗传密码，并使用大肠杆菌质粒储存遗传密码。现在，BioBrick基金会有了一个开源的技术标准，可以帮助工程师开发出更多相互兼容的生物零件。

2004年-首届iGEM会议

麻省理工学院(MIT)继续支持合成生物学这一新兴领域。第一届iGEM（国际基因工程机器）于2004年在麻省理工学院举行。学生们每年都会利用合成生物学技术设计基因工程机器。会议已经扩大到包括全球各地的学生。

2008年-首/个合成细菌的基因组被组装完成

第一个合成细菌的基因组由582970个碱基对组成。在此之前，最长的合成DNA链有32000个碱基对。这个基因组的组装标志着最大的人工合成的化学结构。基因组是现存微生物的，但DNA合成的这一突破为设计和合成新的生物体铺平了道路。

2012年-CRISPR-Cas9系统开发成功

CRISP-Cas9是一种基因组编辑技术，使科学家能够廉价地删除和编辑DNA链的子片段。RNA将Cas9酶引导到DNA中的靶位点，并且Cas9酶在该位点切割DNA。这种基因组编辑技术准确、快速、廉价，可以进行高通量实验。

2020年–人工智能设计的Xenobot

到了2010年代，合成生物学取得了巨大进步，科学家们能够设计出一个人工智能(AI)程序，可以根据合成生物学标准来设计生物部件。Xenobots是一种可以自我复制的合成生物机器。2020年，一个人工智能项目设计了Xenobots的蓝图。

合成生物学简史——过去、现在和未来

在这部合成生物学的简史中，20世纪60年代至90年代的遗传学研究为合成生物学奠定了基础。21世纪初标志着这一不断发展的生物工程领域的出现。最后，2010年代和2020年代取得了惊人的进步，融合了计算机科学和分子生物学来设计未来。

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