Profesor del Departamento de Ingeniería Biológica y del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y director del Centro de Biología Sintética del MIT. Es reconocido como uno de los pioneros de la biología sintética.

Lleva investigando en biología sintética desde 1996, cuando era estudiante de posgrado en el MIT y donde ayudó a crear un laboratorio en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática. Tras completar su doctorado, se incorporó al cuerpo docente de la Universidad de Princeton y luego regresó al MIT en 2009 para ocupar un puesto de profesor en el Departamento de Ingeniería Biológica y el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática.

Su investigación le ha situado en una posición de liderazgo en su campo, como demuestran tanto las publicaciones de su laboratorio como diversos premios y otros reconocimientos. Ha investigado varios aspectos de la biología sintética, como la síntesis de redes genéticas diseñadas para realizar cálculos lógicos analógicos y digitales in vivo. Sulaboratorio también publicó artículos fundamentales en biología sintética centrados en la programación de agregados celulares para realizar tareas coordinadas mediante la comunicación de célula a célula con mecanismos de difusión química como la detección de quórum. Varios de estos manuscritos aparecieron en una reciente colección especial de Nature con una selección de artículos de biología sintética que reflejan los primeros 10 años de esta disciplina.

Si bien el trabajo en su laboratorio comenzó sobre todo con organismos procariotas, en los últimos cinco años la mayor parte de la investigación ha pasado a centrarse en la biología sintética de los mamíferos. El laboratorio se centra tanto en la investigación fundacional, por ejemplo la creación de métodos generales para mejorar nuestra capacidad de diseñar sistemas biológicos, como en la búsqueda de aplicaciones específicas relacionadas con la salud en las que la biología sintética proporciona capacidades únicas.