Synthetic biology is described as a new field of biotechnology that models itself on engineering sciences. However, this view of synthetic biology as an engineering field has received criticism, and both biologists and philosophers have argued for a more nuanced and heterogeneous understanding of the field. This paper elaborates the heterogeneity of synthetic biology by clarifying the role of design and the variability of design methodologies in synthetic biology. I focus on two prominent design methodologies: rational design and directed evolution. Rational design resembles the design methodology of traditional engineering sciences. However, it is often replaced and complemented by the more biologically-inspired method of directed evolution, which models itself on natural evolution. These two approaches take philosophically different stances to the design of biological systems. Rational design aims to make biological systems more machine-like, whereas directed evolution utilizes variation and emergent features of living systems. I provide an analysis of the methodological basis of these design approaches, and highlight important methodological differences between them. By analyzing the respective benefits and limitations of these approaches, I argue against the engineering-dominated conception of synthetic biology and its “methodological monism”, where the rational design approach is taken as the default design methodology. Alternative design methodologies, like directed evolution, should be considered as complementary, not competitive, to rational design.

中文翻译：

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合成生物学的工程主导概念的设计方法和局限性

合成生物学被描述为生物技术的一个新领域，它以工程科学为模型。然而，这种将合成生物学视为工程领域的观点受到了批评，生物学家和哲学家都主张对该领域有更细致入微和异质性的理解。本文通过阐明设计在合成生物学中的作用和设计方法的可变性来阐述合成生物学的异质性。我专注于两种突出的设计方法：理性设计和定向进化。理性设计类似于传统工程科学的设计方法。然而，它经常被更受生物学启发的定向进化方法所取代和补充，这种方法以自然进化为模型。这两种方法对生物系统的设计采取了哲学上不同的立场。理性设计旨在使生物系统更像机器，而定向进化则利用生命系统的变异和涌现特征。我分析了这些设计方法的方法论基础，并强调了它们之间重要的方法论差异。通过分析这些方法各自的优点和局限性，我反对以工程为主导的合成生物学概念及其“方法论一元论”，其中理性设计方法被视为默认设计方法。替代设计方法，如定向进化，应该被视为对理性设计的补充，而不是竞争。理性设计旨在使生物系统更像机器，而定向进化则利用生命系统的变异和涌现特征。我分析了这些设计方法的方法论基础，并强调了它们之间重要的方法论差异。通过分析这些方法各自的优点和局限性，我反对以工程为主导的合成生物学概念及其“方法论一元论”，其中理性设计方法被视为默认设计方法。替代设计方法，如定向进化，应该被视为对理性设计的补充，而不是竞争。理性设计旨在使生物系统更像机器，而定向进化则利用生命系统的变异和涌现特征。我分析了这些设计方法的方法论基础，并强调了它们之间重要的方法论差异。通过分析这些方法各自的优点和局限性，我反对以工程为主导的合成生物学概念及其“方法论一元论”，其中理性设计方法被视为默认设计方法。替代设计方法，如定向进化，应该被视为对理性设计的补充，而不是竞争。我分析了这些设计方法的方法论基础，并强调了它们之间重要的方法论差异。通过分析这些方法各自的优点和局限性，我反对以工程为主导的合成生物学概念及其“方法论一元论”，其中理性设计方法被视为默认设计方法。替代设计方法，如定向进化，应该被视为对理性设计的补充，而不是竞争。我分析了这些设计方法的方法论基础，并强调了它们之间重要的方法论差异。通过分析这些方法各自的优点和局限性，我反对以工程为主导的合成生物学概念及其“方法论一元论”，其中理性设计方法被视为默认设计方法。替代设计方法，如定向进化，应该被视为对理性设计的补充，而不是竞争。其中理性设计方法被视为默认设计方法。替代设计方法，如定向进化，应该被视为对理性设计的补充，而不是竞争。其中理性设计方法被视为默认设计方法。替代设计方法，如定向进化，应该被视为对理性设计的补充，而不是竞争。