Основные направления исследований включают:теоретическое и экспериментальное изучение механизмов хранения, передачи и реализации генетической информации, строения и функций сложных высокомолекулярных соединений, составляющих клетку (белков и нуклеиновых кислот), а также их макромолекулярных комплексов (хромосом, рибосом, мультиферментных систем);разработку математических моделей объектов молекулярной биологии как сложных нелинейных физических систем;физико-химию биополимеров, их компонентов и комплексов;изучение геномов, их структуры и функций, включая геномику, эпигеномику и транскриптомику;биосинтез нуклеиновых кислот и белка, посттрансляционные модификации белков, механизмы их транспорта и деградации, протеомику и др.