合成生物学逐渐发展成了以“设计-构建-测试-学习”（DBTL循环）为核心的研发模式 原图定位

逐步提高微生物的性能，从而优化微生物的代谢途径，设计出更有效的基因装置，获得理想的人工菌株，以期达到更高的生产效率和更优质的最终产品。设计（Design）是合成生物学 DBTL 策略的基础，指遵循一定的规则，利用现有的标准化生物元件对基因、代谢通路或基因组进行设计；构建（Build）阶段旨在利用标准元件库和基因工程技术，构建出新的菌株，包括 DNA合成、大片段组装以及基因编辑。测试（Test）阶段通过分析测试基因构建体或经改良的生物体性能，对目标参数进行评估，因为无论是酶、单个生物元件，还是逻辑线路及模块化的代谢途径，在设计后，都会存在大量的突变体或目标候选物。学习（Learn）阶段则使用软件和/或机器学习分析数据，对模型进行优化，以提高菌株的性能，为下一个循环改进设计提供指导，过程中涉及数据收集整合、数据分析、结果可视化和建模分析等。这些分析结果将反馈到新的设计中，通过不断迭代获得性能优异的菌株，再结合发酵工程技术，利用淀粉等发酵底物进行发酵，并通过分离纯化过程，最终获得所需的目标产物。