后基因组时代，“生命蓝图”的绘制已初现端倪，而生物体如何实现自身这一最为复杂、最为精密的“机器”的正常运转？生物大分子及其复合体是生命活动的“执行者”，生物大分子的功能与结构是破解生命奥秘的关键。中国科学院生物物理研究所以“生物超大分子复合体的组装调控与细胞生命过程关系”为核心科学问题，围绕真核细胞膜蛋白、染色质结构与细胞命运决定、感染与免疫的结构基础等前沿方向，开展真核细胞膜蛋白结构与功能研究，解析高等植物光合膜蛋白及其复合体的三维结构，阐明跨膜信号传递重要蛋白质的结构基础；研究从染色质结构到细胞命运决定的分子机理，阐明30 nm染色质纤维超分子复合体的组装和调控机理；研究感染与免疫的结构基础，解析全病毒颗粒的原子分辨率结构、炎症小体、新型病毒的核蛋白-RNA复合体结构。取得以下成果：

　　1）30 nm染色质的高级结构与细胞命运决定

　　利用冷冻电镜三维重构技术解析的30n染色质左手双螺旋高清晰三维结构，继DNA结构解析后，在理解染色质如何装配问题上迈出重要一步，解决了染色质到底是单股纤维还是双股纤维这个根本性的问题。2014年4月25日，“染色质左手双螺旋高清晰三维结构”在Science上以长幅研究论文报道。

　　2）高等植物捕光复合物的结构与功能

　　在国际上率先完成了菠菜主要捕光天线复合物LHC-II、次要捕光复合物CP29、植物光保护蛋白PsbS的高分辨率晶体结构解析工作，相关成果发表在Nat. Struct. Mol. Biol （2011， 2015）、Plant Cell （2014）等刊物。首次发现了一种新型的膜蛋白三维结晶方式，获得国家自然科学奖二等奖。

　　3）CRISPR系统中Cascade复合物的结构解析

　　Cascade复合物的质量约为405kDa，外观上呈现出近似于“海马”的结构，通过深入研究，获得了分辨率为3.05 Å的X射线晶体结构，为研究Cascade如何发挥功能提供了重要依据，相关成果发表在 Nature（2014）、PNAS（2014）等刊物上。

　　4）细菌膜脂分子生成及膜蛋白组装

　　阐明了细菌脂多糖分子跨外膜转运与组装机理，阐明了革兰氏阴性细菌表面淀粉样纤维的生成机理，初步揭示新生β-桶状膜蛋白插膜生成机理，揭示了细菌将防御屏障的重要元件脂多糖运送到外膜上的机制，为开发出靶向细菌外膜的新抗生素策略开启了大门。相关成果发表在Nature（2014）、PNAS（2015）等刊物上。

　　5）小RNA病毒感染和致病的分子机制研究

　　在小RNA病毒研究领域取得了一系列重要的突破，揭示了手足口病病毒、甲型肝炎病毒等感染的分子机制，开发出了抑制病毒感染的特效抑制剂，引领了国际相关领域的研究方向，为重大传染性疾病的防控提供了重要的科学依据，相关成果发表在Nature（2015）、Nat. Struct. Mol. Biol （2012， 2014）等刊物上。