中国科学院合成生物学重点实验室（以下简称实验室）是2008年12月批准成立的，是国内第一个合成生物学实验室，依托单位为中国科学院分子植物科学卓越创新中心，其前身是1995年成立的微生物次生代谢分子调控研究开放实验室，2004年更名为分子微生物学开放实验室。

重点实验室现有固定人员四十余人，其中研究员14人、副研究员6人、高级工程师1人、高级实验师4人。硕士和博士研究生、博士后九十余人。现任实验室主任为覃重军研究员，副主任为王勇研究员、杨琛研究员，学术委员会主任为杨胜利院士。

实验室定位为合成生物学应用基础研究。实验室以发展合成生物学理论和创新合成生物学技术为主导，建立合成生物学关键工程平台；针对我国在能源、环境、健康等方面的需求及面临的挑战，聚焦若干重要生物学体系，在分子、细胞和微生物菌群等层次上，实施合成生物学创制；并通过转化研究，推动科研成果产业化。

实验室研究方向包括以下三个主要方面：

（1）合成生物学理论与方法学基础研究：研究人工生物系统（包括基因线路与基因组工程）的设计原理，研究核酸器件的鉴定、设计、合成和标准化；研究蛋白器件的鉴定、抽象、设计和优化；研究生物网络和底盘的构成及调控原理；建立全细胞数学模型。

（2）合成生物学使能技术创新与工程化：建立标准化通用型生物器件库；开发核酸和蛋白质合成及组装技术；开发底盘细胞高效遗传操作、编辑技术；开发小分子、生理代谢网络及各类表型的新型检测分析技术；研发生物系统的计算机辅助设计与模拟技术；实现人工网络的适配、优化。

（3）合成生物学创制链的培育与发展：在系统合成生物学理念指导下，针对经济社会发展面临的重大需求与挑战，创新和集成实用生物技术，形成工程化技术平台；实现重要功能代谢物的高效异源表达和开发，推进合成生物学创制；通过“生产发现问题-研究提供方案-解决生产问题（IRI）”的转化型研究模式，实现科研与生产紧密结合，推动产业化。

实验室的发展战略包括以下三个层次：

（1）面向学科前沿领域，创新合成生物学理论与技术，建立并发展关键使能技术的工程化平台，建立生物元器件库，推动标准化。

（2）积极开展合成生物学战略规划研讨及项目组织，积极与国内外同行协同合作，努力实现从追赶国际前沿到引领自主创新的转变。

（3）针对资源、医药、制造和环境等国家重大需求问题，积极组织攻关项目，实现重要生物产品的关键突破，并通过各种转化途径，加强研究成果的扩大升级研究，实现产业化，为国家经济建设和社会发展作出贡献。

目前实验室设置了11个研究组；研究组组长原则上由研究员担任。实验室现有研究组名称如下：

• 微生物功能基因组学研究组（赵国屏，院士）
• 合成微生物学研究组（覃重军，研究员）
• 微生物代谢调控与代谢工程研究组（姜卫红，研究员）
• 真菌分子遗传与合成生物学研究组（周志华，研究员）
• 合成生物催化剂工程研究组（杨晟，研究员）
• 微生物代谢工程和比较基因组学研究组（杨琛，研究员）
• 天然产物合成生物学研究组（王勇，研究员）
• 生物信息学和天然产物代谢研究组（李轩，研究员）
• 基因转录结构生物学研究组（张余，研究员）
• 特殊功能蛋白质的研究开发与生化工程研究组（张毅，研究员）
• 微生物催化与天然产物工程研究组（李平作， 研究员）