Une pluralité de définitions


La biologie de synthèse n'est pas dotée d'une définition faisant consensus au sein de l'ensemble de la communauté scientifique. La plurité des définitions présentées ci-dessous reflète les débats portant sur son champ et ses objets.

Définition proposée par le rapport du groupe de travail créé au Minsitère de l'Enseignement supérieur et de la recherche par le secteur scientifique « bio-ressources, écologie, agronomie » et animé par François Képès : Biologie de synthèse, développements, potentialités et défis.
 
La biologie de synthèse (BS) a été définie par le consortium européen "Synbiology" comme « l’ingénierie de composants et systèmes biologiques qui n’existent pas dans la nature (par exemple, l’outil de diagnostic Versant™ de Siemens qui permet annuellement le suivi de 400.000 patients atteints de viroses multiples) et la ré-ingénierie d’éléments biologiques existants (p.ex., la production de l’artemisinine, un puissant traitement anti-malaria concernant 500 millions de patients). Elle porte sur la conception intentionnelle de systèmes biologiques artificiels, plutôt que sur la compréhension (analytique) de la biologie naturelle ». Il est bien entendu que la biotechnologie classique est hors du champ de la biologie de synthèse. Si l'accent mis sur l'ingénierie la positionne d'emblée sur le versant appliqué de la recherche et la destine à l'industrialisation, la biologie de synthèse en occupe aussi le versant fondamental.

La biologie de synthèse opère typiquement en trois phases successives :
1. la conception rationnelle d’un nouveau composant, dispositif ou système biologique, faisant appel à la modélisation mathématique et à la simulation informatique ; cette approche qui s’appuie sur les données disponibles (génomique, protéomique…) permet d'explorer par avance les propriétés de l'objet qui sera construit ; le recours à cette méthodologie et la complexité des objets conçus sont les éléments qui distinguent la BS du génie génétique ;
2. la construction de l’objet ainsi conçu ; selon les cas, elle fera appel au génie génétique, à la chimie de synthèse, à la microfluidique, ou encore à une combinaison de ces approches ;
3. la caractérisation de l’objet ainsi construit au moyen de toute méthode adaptée, et l'évaluation de ses impacts sur la santé, l'environnement et la société.

Malgré son émergence récente, deux démarches sensiblement différentes relèvent de la BS :
1. la construction de systèmes métaboliques minimaux, de dispositifs ou de systèmes artificiels biochimiques ou biomécaniques ayant un comportement spécifié, par l'assemblage de « briques » réutilisables et standardisées (p.ex., circuit de régulation synthétique pour le contrôle de l'homéostasie de l'urate chez la Souris) ;
2. la synthèse de génomes minimaux, afin de mieux appréhender le fonctionnement des cellules, et afin de créer des cellules-hôtes (châssis) capables d’une bio-production efficace ou de fonctions simples pré-déterminées (synthèse complète d'un petit génome bactérien et sa transplantation dans une bactérie-hôte par la société Craig Venter).

 
Définitions présentées dans le rapport de l'Institut Francilien Recherche Innovation Société (IFRIS), Biologie de synthèse : conditions d'un dialogue avec la société
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.”
Source: Synthetic Biology.org
Synthetic biology is an emerging area of research that can broadly be described as the design and construction of novel artificial biological pathways, organisms or devices, or the redesign of existing natural biological systems.”
Source: UK Royal Society
Synthetic biology is a maturing scientific discipline that combines science and engineering in order to design and build novel biological functions and systems. This includes the design and construction of new biological parts, devices, and systems (e.g., tumor-seeking microbes for cancer treatment), as well as the redesign of existing, natural biological systems for useful purposes (e.g.,photosynthetic systems to produce energy). As envisioned by SynBERC, synthetic biology is perhaps best defined by some of its hallmark characteristics: predictable, off-the-shelf parts and devices with standard connections, robust biological chassis (such as yeast and E. coli) that readily accept those parts and devices, standards for assembling components into increasingly sophisticated and functional systems and open-source availability and development of parts, devices, and chassis.”
Source: SynBERC
Synthetic biology is the engineering of biology: the synthesis of complex, biologically based (or inspired) systems which display functions that do not exist in nature. This engineering perspective may be applied at all levels of the hierarchy of biological structures – from individual molecules to whole cells, tissues and organisms. In essence, synthetic biology will enable the design of ‘biological systems’ in a rational and systematic way.”
Source: High-level Expert Group European Commission
Synthetic Biology is a new approach to engineering biology, with an emphasis on technologies to write DNA. Recent advances make the de novo chemical synthesis of long DNA polymers routine and precise. Foundational work, including the standardization of DNA-encoded parts and devices, enables them to be combined to create programs to control cells. With the development of this technology, there is a concurrent effort to address legal, social and ethical issues.”
Source: SB4.0
“Our overall long term goal is to help make biology easy to engineer, an area of research known as synthetic biology.”
Source: Drew Endy - Endy Research Lab
Synthetic biology is an emerging research area that focuses on the design and fabrication of biological organisms/systems that do not already exist in the natural world or the re-design and fabrication of existing biological organisms/systems….Synthetic biology studies how to build artificial biological systems for engineering applications…Synthetic biology focuses on ways of taking parts of natural biological systems, characterizing and simplifying them, and using them as a component of a highly unnatural, engineered, biological system.”
Source: Synthetic Biology.org
Synthetic biology aims to design and build new biological parts and systems or to modify existing ones to carry out novel tasks.”
Source: Note from the UK Parliamentary Office of Science and Technology

Synthetic biology is the engineering of biological components and systems that do not exist in nature and the re-engineering of existing biological elements; it is determined on the intentional design of artificial biological systems, rather than on the understanding of natural biology.”
Source: SYNBIOLOGY Project

Synthetic biology is becoming one of the hottest new fields of biology, with the potential to no less than revolutionize the way we do biotechnology today. By applying the toolbox of engineering disciplines to biology, a whole set of potential applications become possible ranging very widely across scientific and engineering disciplines.”
Source: Synbiosafe project
Synthetic biology is an emerging form of science and engineering that aims at the design and construction of (new) biological systems.”
Source: 3rd International Conference on synthetic biology

Définition proposée par le rapport sur Les principes à appliquer pour la surveillance de la biologie de synthèse [A télécharger;pdf]

A l’origine, les acteurs de la « biologie synthétique » ont eu recours à l’ingénierie biologique assistée par ordinateur pour concevoir et tenter de construire de nouveaux organismes biologiques (ou des briques de base biologiques) ou pour reconfigurer des organismes biologiques existants. En construisant de toutes pièces de nouvelles formes de vie à partir de l’information disponible sur les séquences géniques ou en achetant à bas prix des fragments d’ADN faits sur commande aux "foundries" d'ADN, les biologistes de synthèse ne se contentent pas de lire et de réarranger le code génétique ; ils l'écrivent également.
La biologie de synthèse est une forme de "génie génétique extrême" : c'est une pratique de réingénierie et de conception de gènes, visant à fabriquer des génomes entiers qui n'existent pas dans la nature, et à concevoir et assembler des molécules, des composants et organites cellulaires répondant aux spécifications désirées.