本研究组重点从事微生物细胞工厂代谢网络在分子，细胞及菌群水平的理解、定向进化与遗传改造，提高工业微生物菌种的生产能力和效率，建立起工业微生物研究与终端产品之间的桥梁，加强由实验室研发成果向工业化生产转化的能力。主要研究方向包括两个方面：一是整合生物科学和工程科学的最新研究成果，利用合理设计、合成和定向进化的酶，代谢途径以及细胞来生产新型的或改善的生物分子（各种大宗化学品）；二是应用现代生物化学，生物物理和分子生物学技术揭示所设计和合成的生物分子的功能，性能和相关分子机制。这两个方面的研究是相辅相成的，前者的结果为后者的开展提供了可能性，后者的结果反过来会促进和改善前者的研究。