Моделирование in silico структуры биомолекул и процессов, происходящих в живых системах, в частности, процессов развития у растений;
Разработка биоинформационных методов для анализа венозных данных;
Разработка математических методов для изучения структурной организации нуклеотидных и аминокислотных последовательностей;
Построение метаболических карт биотехнологически значимых микроорганизмов, в том числе экстремофильных;
Исследование циклов основных биогенных элементов в морских и пресных водоемах, а также переувлажненных почвах для мониторинга глобально значимых микробиологических процессов: изменение климата, влияние антропогенных факторов на формирование среды, деградация ксенобиотиков и др.;
Исследование коэволюционирующих систем фаг – хозяин, а также взаимодействий фаг-клетка с применением холистических подходов, в частности метагеномики, протеомики и, в перспективе, интерактомики;
Системный анализ белкового состава клеток и тканей мышечных органов человека и животных методами протеомики, поиск потенциальных ткане- и видоспецифичных биомаркеров.