人工合成生物系统的二氧化碳固定与再利用 

微生物之间的相互协作与竞争至关重要。我们通过理性设计人工合成生物系统、人工菌群，对微生物的代谢网络进行重编程，重构分工协作与竞争机制，实现CO2、CO和甲酸等一碳化合物的利用。同时，尝试将一碳化合物的利用与风电制氢和蓝碳等新技术新理念相结合。

海洋微生物的合成生物学与蓝色生物“智”造

人口增长及其带来的食物与水资源紧缺、环境污染等问题是人类社会发展面临的重要挑战。我们通过挖掘具有特定功能的海洋微生物底盘，有针对性地开发CRISPR-Cas基因编辑与调控技术，构建并完善新型微生物底盘的合成生物学工具包，以期解决资源与环境面临的问题。

双碳导向的污染修复与资源化 

碳达峰碳中和是我国重大战略决策，是缓解全球气候变化、实现人类社会可持续发展的关键。据传统观念，污染修复的最终归宿是将污染物矿化为CO₂和水，这就不可避免的导致CO₂的释放。基于此，我们尝试对功能微生物进行基因编辑，将污染物直接转化为燃料或具有高附加值的化学品，助力减污降碳协同增效。