編者注：本文是關於2016年十大新興技術特別報告的一部分，該報告由世界經濟論壇製作。該列表由論壇的新興技術元理事會編制，重點介紹了其成員（包括《大眾科學》主編瑪麗埃特·迪克里斯蒂娜）認為有能力改善生活、改變行業和保護地球的技術進步。它還提供了機會，可以在廣泛採用之前，辯論這些技術可能造成的任何人類、社會、經濟或環境風險和擔憂。
追溯我們每天購買和使用的產品——從塑膠和織物到化妝品和燃料——的起源，你會發現絕大多數產品都是使用來自地下的物質製成的。現代生活產品的工廠在很大程度上是由各種化學品製成的。而這些化學品來自主要由化石燃料驅動的工廠，這些工廠將原料——也主要是石化產品——轉化為無數其他化合物。
從氣候角度來看，以及可能從全球經濟角度來看，最好是用生物體而不是石油、天然氣和煤炭來製造工業中的許多化學投入物。我們當然已經以這種方式使用農產品——我們穿棉質衣服，住在木製房子裡——但植物不是成分的唯一來源。從長遠來看，微生物可以說提供了更大的潛力，可以以我們現在認為理所當然的令人難以置信的多種特性來製造廉價材料。與其從地下挖掘現代生活的原材料，不如在裝滿活微生物的巨型生物反應器中“釀造”它們。
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為了使生物基化學品生產真正起飛，它必須在價格和效能上與傳統化學品生產競爭。由於系統代謝工程的進步，這個目標現在似乎觸手可及，系統代謝工程是一門調整微生物生物化學的學科，以便它們更多的能量和資源用於合成有用的化學產品。有時，調整涉及改變生物體的遺傳構成，有時，它涉及更復雜的微生物代謝和作為系統的釀造條件工程。
隨著合成生物學、系統生物學和進化工程的最新進展，代謝工程師現在能夠創造生物系統，製造難以透過傳統方法生產（因此價格昂貴）的化學品。在最近一次成功的演示中，微生物被定製為製造 PLGA [聚(乳酸-共-乙醇酸)]，一種可植入、可生物降解的聚合物，用於手術縫合線、植入物和假肢，以及用於癌症和感染的藥物輸送材料。
系統代謝工程也已用於創造製造用於疼痛治療的阿片類藥物的酵母菌株。這些藥物在世界範圍內，特別是在發展中國家非常需要，在發展中國家，疼痛在今天沒有得到充分的管理。
可以使用代謝工程製造的化學品範圍每年都在擴大。儘管該技術不太可能複製目前由石化產品製成的所有產品，但它很可能產生新型化學品，這些化學品永遠無法以化石燃料的合理價格製成——特別是複雜的有機化合物，這些化合物目前非常昂貴，因為它們必須從植物或動物中提取，而這些植物或動物只能少量生產它們。
與化石燃料不同，微生物製造的化學品是無限可再生的，並且排放的溫室氣體相對較少——事實上，有些甚至可能透過吸收二氧化碳或甲烷並將其納入最終作為固體廢物埋藏的產品中，來逆轉碳從地球到大氣層的流動。
隨著生物化學品生產規模擴大到大型工業用途，重要的是避免與糧食生產爭奪土地使用，並避免工程微生物意外釋放到環境中。儘管這些高度工程化的微生物在野外可能處於非常不利的地位，但最好將它們安全地儲存在罐中，快樂地工作，為人類和環境的利益製造有用的東西。