合成基因組： 酵母基因組是首次被完整合成的真核基因組，金斯瑞亦曾參與SC2.0合成生物學項目；合成的細菌與病毒基因組，可應用到基因治療或藥物靶向的安全載體、疫苗研發等。

代謝/通路工程：應用代謝工程可以高效生產肽、蛋白質、精細化學品及其它具有工業用途的生物分子。優化的遺傳通路能夠編碼自然產生或新的代謝途徑，引入大腸桿菌等表達系統中，可以獲得大量所需的制品。

天然產品的開發：研究極端環境下的微生物，是發現大自然有用生物分子的途徑之一。許多極端微生物的基因組已經測序，揭示了新基因簇可以整合到常規模式生物中來表達新型酶或調控整個代謝通路。這些酶純化后可作醫療或其它用途，或在工業應用中發揮更大的作用，或在酶工程應用中產生預期的酶特性。

環境微生物學/生物修復：利用基因合成與代謝工程的手段改造微生物，使其能夠檢測并降解土壤、空氣和水中的環境污染物。合成生物學也被用于開發害蟲和雜草控制的農業可持續方法，以此提高干旱或貧瘠條件下的作物產量，減少殺蟲劑使用及除草劑帶來的環境后果，同時解決全球糧食安全問題。

工業微生物：工業微生物為能源問題提供了新的解決方案：如將廢物轉化成生物燃料，減少人類對化石燃料的依賴。創造了更清潔燃料的同時，也減少碳排放及改善空氣質量。