于2019年5月份成立，实验室聚焦生命体系的理解、重塑与扩展这一重大科学挑战，开展定量生物学和合成基因组学基本原理、基础方法和医学转化应用研究，重点突破生命体系定量描述与预测、构建合成再造与人工调控、细胞间通讯与协作、合成生态系统的效应分子功能特征网络与系统鲁棒性等基础理论框架；提高人工染色体设计与构建、定向进化、生命信息调控模块化重构、自动化铸造测试等共性关键技术能力；推进肿瘤的合成生物学诊疗、多重耐药菌的合成生物学防治、合成生物医用材料等方向的应用示范。力求推动生命科学实现从认识生命到设计生命的跨越；力求发展成为我国基础科学和技术创新的重要基地，为促进我国人工生命体系基础理论原始积累、生命健康领域源头创新及生物产业创新发展提供科学支持。重点实验室遵循系统生物学“格物致知”的自上而下研究理念，结合合成生物学“造物致知，造物致用”的自下而上工程化理念，依次布局了生命体系的理论基础、使能技术、应用示范三大研究方向。
