1. 细菌分裂、生长的分子机制：
The Dream of a bacterium is to become two bacteria. --- François Jacob
长久以来，细菌被认为是最简单生命形式。但它们的分裂和生长机制并不像教科书中所描述的“一分为二”那样简单。
由于细菌大小接近可见光的衍射极限，多数研究受限于光学显微成像的分辨率，并集中在少数模式细菌（如大肠埃希氏菌
和枯草芽孢杆菌等）中。我们希望通过更高时间-空间分辨能力的成像技术，在多种细菌中展开研究，尝试理解：细菌的分
裂过程是怎样精细调控的？细菌在生长、分裂以及静息状态之间如何切换？不同原核生物的分裂机器是否具有一套保守的
生物物理机制？…
2. 开发可用于超高分辨成像和动态观察的新型微生物荧光探针：
Seeing is believing
对细菌等微生物的研究不但受限于技术的空间分辨率，而且缺乏对其内部多种大分子（如核酸、蛋白、细胞壁、细胞膜等）
进行特异性标记的方法。我们希望结合化学生物学和AI设计的方法开发适用于各种细菌的新型荧光蛋白、荧光探针以及荧光
传感器，更深入的研究分子水平的微生物学。
3. 发展基于成像的高通量空间组学技术研究菌群的时空间分布以及相互作用：
A method is more important than a discovery,
since the right method will lead to new and even more important discoveries.
--- Lev Davidovich Landau
微生物与微生物、微生物与环境、微生物与宿主的共生-共存和共同进化，对小到个体大到地球生态，都具有重要意义。
测序技术和组学的快速发展使得测量个体内部（如肠道）的微生物种类和丰度变得容易。但是这些微生物在空间上如何排列、
堆叠以及相互影响则还不是十分清楚，我们将视角从单个微生物细胞扩大到包含成千上万微生物个体的群落，开发可以对其
内部的遗传物质进行高通量的成像和鉴别的空间组学方法，获得它们的空间位置信息，推演它们相互之间，以及和宿主细胞
的关系，帮助探寻复杂系统背后规律。