Derzeit elf Arbeitsgruppen erforschen am Institut die verschiedensten molekularen Aspekte des Lebens.

Im Fokus stehen dabei vor allem Mikroorganismen und Pflanzen. Membranbiologie ist traditionell eine der Stärken des Instituts. Im Zentrum stehen Analysen der Struktur und Funktion membranständiger Proteine, deren Regulation und Anbindung an intrazelluläre Signalkaskaden. Im Rahmen der Biotechnologie wird an der Entwicklung mikrobieller Zellfabriken durch klassische oder rekombinante Verfahren zur Überproduktion von verschiedensten Chemikalien und Enzymen gearbeitet. Ein neuer Aspekt ist die Identifizierung und Charakterisierung neuer Metabolite im Sekundärstoffwechsel insektenpathogener Mikroben und deren Anwendung. Es werden Stoffwechselwege gezielt verändert, um zum Beispiel mit Hefen Biokraftstoffe zu produzieren oder Therapieansätze für die Verbesserung der zellulären Abwehr zu entwickeln.

In der Mikrobiellen Physiologie liegt der Schwerpunkt auf der Stoffwechselphysiologie, ihrer Regulation und den genetischen Grundlagen in Archäen, Bakterien und Eukaryoten. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Analysen der Membranbiologie und der Biotechnologie, so dass eine enge Vernetzung im Fachbereich und darüber hinaus besteht. Schwerpunkte der Forschungsrichtung Molekulare Pflanzenphysiologie sind der Energiestoffwechsel in photosynthetischen Organismen und die diesem Stoffwechsel zugrunde liegenden Interaktionen der Organellen. Dabei stehen physiologische, strukturell biochemische und genetische Untersuchungen im Vordergrund.

Im Forschungsschwerpunkt Degenerative Prozesse und molekularer Stress liegt der Fokus auf der Untersuchung der molekularen Mechanismen des Alterns und insbesondere der Rolle der Mitochondrien in diesem Prozess, sowie auf der Analyse der zellulären Antwort auf Hitze- und Photostress. Die am Schwerpunkt Schutzfunktion von Carotinoiden beteiligten Gruppen bearbeiten den molekularen Mechanismus der Carotinoid- Wirkung bei Starklicht sowie der Protektion gegen reaktive Sauerstoffspezies und Membranschädigungen, die von externen Faktoren hervorgerufen werden. Bei den regulatorischen RNAs geht es um die strukturelle und funktionale Analyse von regulatorischen nicht-kodierenden RNAs, deren Interaktion mit Proteinen sowie ihre biologische Funktion und zelluläre Regulation.