生物技术是针对燃料、化学品和材料产品提供可持续解决方案的重点。2014年4月17日，来自瑞典查尔姆斯理工大学、瑞士苏黎世联邦理工学院、韩国科学技术院、美国麻省理工以及加州大学伯克利分校、洛杉矶分校、圣地亚哥分校的七位著名科学家在《自然-化学》期刊发表综述，总结了生物技术在提供可持续方案方面取得的进步，重点强调代谢工程与合成生物学提供了特有的互补方法，帮助科学家创造有效的细胞工厂以将生物质和其他原料转化成理想的化学品。
随着20世纪90年代早期首次提出代谢工程的概念后，1996年在美国召开首次国际会议，1998年创建《代谢工程》杂志。代谢工程为推动新的工业过程做出了重要贡献，几个典型的例子如下所述。
①杜邦联手杰能科和泰莱（Tate&Lyle）启动利用大肠杆菌代谢工程菌株生产1,3-丙二醇的工艺。
②杜邦与BP的合资公司Butamax与Gevo都开发了利用酵母代谢工程菌株生产异丁醇的工艺。此前已有一些关于大肠杆菌异丁醇途径优化的研究。
③Amyris公司已开发利用酵母代谢工程菌株生产青蒿素的工艺。
④Genomatica公司已开发利用大肠杆菌代谢工程菌株生产1,4-丁二醇的工艺。1,4-丁二醇全球市场需求超过百万吨。
上述例子以及其他许多例子都证明代谢工程能提供解决化学挑战的具有经济可行性的方案。
合成生物学与代谢工程无论在概念上（如信息框1）和实际应用上存在的协作使得两者更加紧密的耦合。科学家们讨论如何进一步利用这种协作使生物技术领域取得的突破产生最大化利益，并给出了三条启示。
（1）充分利用两个领域已构建的共同的起源、框架和语言。
（2）承认两个领域各自存在特有的方法。
（3）在现有知识的基础上，促进设计和构建工作更快的完成。
综述最后总结了代谢工程与合成生物学存在的异同点（如表1）。两者有不同的基本目的：代谢工程就像一个实用的终端，旨在开发药物、化学品、燃料和材料等生物基产品；合成生物学就是一个基础的科学关注点，旨在创建生物学部件、模块和系统，从而更好地认识和操作生物系统。希望代谢工程能更多地采用来源于合成生物学的新策略，例如基因合成、基因表达的精确控制。反之，合成生物学家也能越来越多地关注目标驱动的工程电路和全细胞代谢的策略。
信息框1代谢合成和合成生物学定义
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表1代谢工程与合成生物学的异同点
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代谢工程 |
合成生物学 |
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共同主题 |
非自然行为 |
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共同的工具 |
分子生物学，数学建模 |
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研究内容 |
化学、酶、基因、途径、生物网络、细胞 |
基因、表达电路、细胞 |
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特有领域 |
化学和生化网络 |
逻辑部件和逻辑域 |
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目标 |
构建工程细胞表型 |
构建生物学部件 |
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特定工具 |
代谢通量定量分析和网络分析 |
生物组分的合成 |
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应用领域 |
工业生物技术 |
广泛 |
