研究人员在细菌内构建基因回路，控制细菌的基因表达，使其能反复且同步地将药物递送到小鼠肿瘤处，从而实现杀伤肿瘤的目的。
人类和细菌的寄生、共生关系历史悠久。现在，Din等人利用合成生物学，改造细菌，实现了治疗疾病的目的。这些细菌在抵达目标位置时，会同步自发地裂解自杀，释放药物，一方面最大化药物递送效率，一方面最小化药物毒性。
在人体中，某些部位适宜细菌生存——如肠的厌氧管腔。这些环境的一个共同特点是氧含量低。实体瘤中氧含量也相对低，因为肿瘤细胞增殖过快，对氧气需求增加，而肿瘤脉管系统结构和功能异常，血供不足。肿瘤的低氧区域相对免受免疫系统的攻击，适宜细菌定植和生长。
一个多世纪以前，就有人提出，利用细菌来对抗癌症。1891年，William B. Coley医生使用链球菌感染病人，企图激活免疫系统来对抗癌症。该方法备受争议，因为患者响应不一致，而且链球菌感染具有一定毒性。但随着对肿瘤微环境了解的深入，以及基因工程工具的出现，科学家们看到了产生更有效、低毒的链球菌的希望。现在，几个细菌菌株已被开发成癌症治疗剂，且它们在动物模型上效果显着。
细菌可以通过竞争营养、分泌毒素和引发宿主的免疫反应来破坏病变组织。此外，经过基因工程化的细菌还具有其它抗肿瘤特性。相比于病毒（也在癌症治疗中有所使用），细菌携带非天然DNA的能力更强。细菌中可引入长达几千对碱基的DNA片段，大肠杆菌中可转入大于300 kb的人工染色体。因此，从理论上来说，细菌可以作为有效的药物递送载体，携带编码和调控治疗模式的基因回路。
癌症治疗的理想药物输送系统要满足两条要求：1、选择性地把药物递送到肿瘤，以减少对健康组织的损害；2、以可控的方式释放药物。Din等人在尝试开发这样的系统时，采用了一种“群体感应”基因回路，使细菌彼此交流，群体性地对变化产生响应，调控基因表达。