- Совершенствование методов генетической инженерии и систем экспрессии для биотехнологически-значимых микроорганизмов, методов модификации метаболических путей микроорганизмов и создания биосинтетических путей, не встречающихся в природе. Создание микробных штаммов-продуцентов промышленно-значимых и биологически-активных веществ методами биоинженерии;
- Генетическая инженерия растений с целью создания новых линий с улучшенными хозяйственными признаками;
- Создание клеточных линий-продуцентов рекомбинантных белков медицинского назначения на основе оригинальных генетических конструкций и метаболически оптимизированных линиях клеток млекопитающих;
- Конструирование рекомбинантных вирусов и вирусоподобных наночастиц – носителей целевых пептидов, как основы новых вакцин, терапевтических и диагностических средств;
- Разработка на основе природных магнетосом магнитотактических бактерий средств направленной доставки лекарственных препаратов и биологически активных веществ. Конструирование искусственных магнитных наночастиц методами биомиметики;
- Создание клеточных линий экспрессирующих генетические сенсоры для изучения молекулярных процессов при различных патологиях на основе оригинальных генетических конструкций;
- Конструирование рекомбинантных вирусов и вирусоподобных наночастиц – носителей генетических сенсоров для получения новых клеточных линий – моделей патологических процессов.