1. 非典型核酸结构性质研究
DNA除了具有双链结构外，还具有多种多样的非典型结构，比如G-四链体、i-motif和三链体结构。这些结构在基因组中广泛分布，具有重要的生理功能，且与众多疾病的发生密切相关。另一方面，这些结构作为环境敏感型核酸，在DNA生物纳米技术和生物传感中也具有重要应用。我们致力于应用和开发最新的化学、生物、物理和计算机工具，揭示序列和环境因素调节非典型核酸结构和构象转变的原理。
2. DNA催化研究
具有催化功能的生物大分子被称作酶。目前已知的酶基本上由蛋白质组成，同时少部分RNA也具有酶催化活性。众所周知，DNA和RNA的化学组成极其相似，那么DNA是否也具有催化活性呢？答案是肯定的。目前具有催化活性的DNA酶都是人工设计的，我们希望发现世界上首例具有催化活性的天然DNA酶。同时，我们也将设计和合成高活性和高稳定性的人工DNA酶用于分子诊断和疾病治疗研究。
3. 多重核酸检测
核酸检测作为分子诊断的核心技术，是癌症、微生物感染等疾病快速和精准诊断的重要手段。我们致力于发展新型多重或超多重核酸检测技术，希望在单管样本中实现大量疾病标志物的高灵敏和低成本检测。
4. 靶向核酸药物研究
G-四链体、i-motif和三链体作为非典型结构广泛分布在基因组的关键位置，比如，启动子、端粒和UTR等区域，是重要的疾病治疗靶标。我们致力于开发靶向这些非典型核酸结构的小分子或核酸偶联药物，用于相关疾病的精准治疗。