以生命医学重要问题为目标，注重传统理工科与生命科学、医学深度交叉,

在单分子、单细胞水平研究分子、细胞及系统动态调控机制。

生物工程方向：单分子蛋白质动态原位定量检测技术的研发及应用；单细胞检测技术；新型生物大分子及细胞药物研发；

力学生物学方向：生物力动态调控蛋白质机器的结构和功能；

感染与免疫学方向：病毒入侵；重要免疫受体的识别及激活的物理-化学耦联调控的分子机制及其药物研发；

系统生物医学方向: 重大疾病的单细胞免疫图谱及其在临床疾病诊疗中的应用；

神经生物学方向：神经突触突触形成和成熟的物理-化学耦联调控的分子机制；