Các axit amin không tự nhiên
Bài chi tiết: Mã di truyền mở rộng
Một chủ đề phổ biến khác của điều tra là sự mở rộng của các tiết mục bình thường của 20 axit amin. Loại trừ codon ngừng, có 61 codon, nhưng chỉ có 20 axit amin được mã hoá chung trong tất cả các sinh vật. Một số codon được thiết kế để mã hóa các axit amin thay thế bao gồm: các axit amin không chuẩn như O-methyl tyrosine; hoặc axit amin ngoại sinh như 4-florophenylalanin. Thông thường, các dự án này sử dụng các chuỗi suppressor tRNA-Aminoacyl tRNA synthetase tRNA-Aminoacyl mã hóa lại từ các sinh vật khác, tuy nhiên trong hầu hết các trường hợp, kỹ thuật vẫn cần thiết.
Các nucleotide không tự nhiên
Các bài báo chính: Tương tự nucleic acid và Xenobiology
Nhiều công nghệ đã được phát triển để kết hợp nucleotide và axit amin tự nhiên vào axit nucleic và protein, cả trong ống nghiệm và in vivo. Ví dụ, tháng 5 năm 2014, các nhà nghiên cứu đã thông báo rằng họ đã thành công giới thiệu hai nucleotide nhân tạo mới vào DNA vi khuẩn. Bằng cách bao gồm các nucleotide nhân tạo cá nhân trong môi trường nuôi cấy, họ đã có thể trao đổi vi khuẩn 24 lần; họ không tạo ra mRNA hoặc protein có thể sử dụng các nucleotide nhân tạo
Đạo đức sinh học và an ninh
Ngoài những thách thức về khoa học và kỹ thuật, sinh học tổng hợp còn đưa ra các vấn đề đạo đức và các vấn đề an toàn sinh học. Tuy nhiên, ngoại trừ việc điều chỉnh các công ty tổng hợp DNA, các vấn đề không được nâng lên khi chúng được đưa ra trong các cuộc thảo luận về DNA tái tổ hợp và các sinh vật biến đổi gen (GMO) sớm hơn và đã có nhiều quy định về kỹ thuật di truyền và nghiên cứu bệnh lý tại chỗ ở Mỹ, Châu Âu và phần còn lại của thế giới .
Các sáng kiến của châu Âu
Dự án SYNBIOSAFE của Liên minh Châu Âu đã ban hành nhiều báo cáo về cách quản lý các nguy cơ của sinh học tổng hợp. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một bài báo về các vấn đề chính về an toàn, an ninh, đạo đức và giao diện khoa học-xã hội mà giáo dục công và đối thoại đang diễn ra giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp, chính phủ và các nhà đạo đức. Các vấn đề bảo mật chủ chốt mà SYNBIOSAFE xác định liên quan đến các công ty tham gia bán DNA tổng hợp và cộng đồng Biohacking của các nhà sinh học nghiệp dư. Các vấn đề đạo đức quan trọng liên quan đến việc tạo ra các dạng sống mới.
Một báo cáo tiếp theo tập trung vào an ninh sinh học, đặc biệt là cái gọi là thách thức sử dụng kép. Ví dụ, trong khi sinh học tổng hợp có thể dẫn đến việc sản xuất các phương pháp điều trị y tế hiệu quả hơn, ví dụ như sốt rét (xem artemisinin), nó cũng có thể dẫn đến tổng hợp hoặc thiết kế lại mầm bệnh nguy hiểm (ví dụ, bệnh đậu mùa). Cộng đồng hacking sinh học vẫn là mối quan tâm đặc biệt, bản chất phân tán và khuếch tán công nghệ sinh học nguồn mở làm cho việc theo dõi, điều chỉnh hoặc giảm bớt mối quan tâm tiềm ẩn đối với an toàn sinh học và an ninh sinh học rất khó khăn.
COZY, một sáng kiến của châu Âu, tập trung vào nhận thức của công chúng và truyền thông về sinh học tổng hợp Để truyền đạt tốt hơn về sinh học tổng hợp và những đóng góp xã hội của nó cho một cộng đồng rộng lớn hơn, COZY và SYNBIOSAFE xuất bản một bộ phim tài liệu dài 38 phút vào tháng 10 năm 2009.
Hiệp hội Sinh học tổng hợp Hiệp hội quốc tế đã đề xuất một sáng kiến để tự điều chỉnh. Điều này gợi ý các biện pháp cụ thể mà ngành công nghiệp sinh học tổng hợp, đặc biệt là các công ty tổng hợp DNA, nên thực hiện. Năm 2007, nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học dẫn đầu đã đưa ra “kế hoạch thực tiễn để xây dựng khung giám sát hiệu quả cho ngành công nghiệp tổng hợp DNA”.