“造物致知，造物致用”

张先恩曾任科技部基础研究司司长，后受委托担任亚太经合组织首席科学顾问会议中国代表、国家中长期规划战略研究基础研究专题专家组副组长、国家重点研发计划合成生物学重点专项指南专家组组长。
 
他站在全球生命科学格局的高度，敏锐地为生命科学研究提供了新的范式。合成生物学汇聚生命科学、物理学、化学、材料科学、计算机与信息科学众多学科，结合工程学理念和自动化技术，致力于基因组设计与合成、基因网络编辑、生物大分子元件工程、蛋白质从头设计、细胞工程与智能细胞、多细胞体系设计、人工智能与生物设计、高通量自动化生物制造等技术。核心理论为定量合成生物学（白箱）与机器学习与人工智能（黑箱）。
 
这种模式为生命科学研究提供了新的范式，即“造物致知”，探讨生命科学的底层规律；同时催生未来生物技术，即“造物致用”，为提升生物经济质量与规模，应对社会可持续发展中的挑战，提供了绿色高效的解决方案。
 
然而，鉴于生物体系的复杂性，目前生物体系的理性设计还依赖于高通量的“试错”实验，由此出现了“生物铸造工厂”，即高通量生物设计与合成自动化设施。深圳市率先响应科技部的号召，以地方政府投资的模式，于2017年2月启动“合成生物研究重大科技基础设施”筹建工作。张先恩指出：“这个大设施是国内唯一的、设计指标国际领先的‘生物铸造工厂’，将成为合成生物学研究的利器。”