Professor del Departament d'Enginyeria Biològica i del Departament d'Enginyeria Elèctrica i Informàtica de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), i director del Centre de Biologia Sintètica del MIT. És reconegut com un dels pioners de la biologia sintètica.

Porta investigant en biologia sintètica des de 1996, quan era estudiant de postgrau al MIT i on va ajudar a crear un laboratori al Departament d'Enginyeria Elèctrica i Informàtica. Després de completar el seu doctorat, es va incorporar al cos docent de la Universitat de Princeton i després va tornar a MIT el 2009 per ocupar un lloc de professor en el Departament d'Enginyeria Biològica i el Departament d'Enginyeria Elèctrica i Informàtica.

La seva recerca l'ha situat en una posició de lideratge en el seu camp, com demostren tant les publicacions del seu laboratori com diversos premis i altres reconeixements. Ha investigat diversos aspectes de la biologia sintètica, com la síntesi de xarxes genètiques dissenyades per realitzar càlculs lògics analògics i digitals in vivo. El seu laboratori també va publicar articles fonamentals en biologia sintètica centrats en la programació d'agregats cel·lulars per realitzar tasques coordinades mitjançant la comunicació de cèl·lula a cèl·lula amb mecanismes de difusió química com la detecció de quòrum. Diversos d'aquests manuscrits van aparèixer en una recent col·lecció especial de Nature amb una selecció d'articles de biologia sintètica que reflecteixen els primers 10 anys d'aquesta disciplina.

Si bé la feina en el seu laboratori va començar sobretot amb organismes procariotes, en els últims cinc anys la major part de la recerca ha passat a centrar-se en la biologia sintètica dels mamífers. El laboratori se centra tant en la investigació fundacional, per exemple la creació de mètodes generals per millorar la nostra capacitat de dissenyar sistemes biològics, com en la recerca d'aplicacions específiques relacionades amb la salut en què la biologia sintètica proporciona capacitats úniques.