本實驗室的主要研究標的，乃是結合創新資訊技術與生物醫學知識，來嘗試解析生命的奧秘，提昇人類的生活品質(Quality of Life)，所以我們的大部分研究成果除了以論文期刊的形式發表外，所產生的資料與衍生的工具程式，也會以線上資料庫與web網站的方式，提供全球研究社群使用，進而推廣與延伸我們的研究範疇。在過去的幾年內，研究團隊發表了  多篇SCI論文，並提供 十餘個web databases 及 applications，供生物醫學研究社群使用。同時這些研究成果也衍生出 2 個專利，相關的病原體分析與偵測技術也以技術轉移的方式，協助疾病管制局對新興疾病進行監控與防疫。 目前現階段主要的研究方向可分為(1) 網路生物及系統生物學研究(2) 生物資訊加值資料庫與應用系統之建置(3) 多源基因體學。

        (1)網路生物及系統生物學研究: 為了解析人類成癌過程與病原致病機轉之蛋白質交互網路，我們透過比較蛋白質體學(Comparative Proteomics)的方法，將現有已知的蛋白質交互作用關係，轉化為序列模組與模組之間的關係，藉此建立統計模型，來預測可能存在的蛋白質交互網路架構，再加上與代謝途徑、基因分類與時空背景等相關的註解，便可以協助我們瞭解在不同的發育階段、癌細胞生成轉移及病原感染之際，可能的產生蛋白質網路。另外，與胃部疾病具有高度相關的幽門桿菌(http://dpi.nhri.org.tw/hp/)，與模式生物果蠅(http://flydpi.nhri.org.tw)的蛋白質交互網路，也於分別於Bioinformatics (2005)及BMC Bioinformatics (2007)刊出。目前的研究重點放在不同物種品系的交互網路與致病性之研究，並試著解析病原與宿主間可能產生的交互作用，以及不同病原在同一宿主間的共感染機制(co-infection)。目前已建置拓樸理論(Topology)與圖學(Graph Theory)等網路生物學（Network Biology）的分析平台(Hubba, http://hub.iis.sinica.edu.tw/, NAR, 2008, HUNTER, http://hub.iis.sinica.edu.tw/hunter, BMC Bioinformatics, 2010, spotlight, http://hub.iis.sinica.edu.tw/spotlight, Gene , 2013, Cytohubba, http://hub.iis.sinica.edu.tw/cytohubba, BMC SYstems Biology, 2014)，預先解析整個蛋白質交互作用網路的整體概況，篩選出關鍵的蛋白質，進而協助新型藥物的開發與治療技術的突破。

        (2) 在生物資訊加值資料庫與應用系統之建置方面: Primer Design Assistant (PDA) (NAR, 2003, http://dbb.nhri.org.tw/primer/), 大規模PCR 核酸引子設計線上輔助系統，截自2011年三月，共有來自全球各地約十八萬人次上線使用，共已處理超過一百萬條序列，除了協助衛生署疾病管制局發展快速診斷試劑之外，相關的研究也取得多項專利。結合熱力學與實驗室經驗，研究團隊也發展出一套可作為基因晶片與雜合探針設計的自動化流程，Unique Probe Selector (UPS, http://array.iis.sinica.edu.tw/ups, BMC Bioinformatics, 2008)，經實驗證實可提昇實驗精準度與減低雜訊，提供更穩定可靠的基因表現概況。本研究室亦於2005年七月在Nucleic Acid Research，發表一個生物巨分子序列親源關係的分析架構自動化平台，POWER: PhylOgenetic WEb Repeater - An integrated and user-optimized framework for bio-molecular phylogenetic analysis (http://power.nhri.org.tw, NAR 2005)，獲多個生物資訊網站推薦使用，如歐洲重要生物資訊網站Expasy將POWER列入Life Science Directory中。目前研究團隊已完成新一代系統的開發，解決親源樹建置過程裏重要的關鍵核心，也就是最佳親緣演化統計模型選取的問題，並協助多個國際研究團隊，以簡明的方式建構複雜的親緣分析關係(PALM, http://palm.iis.sinica.edu.tw/, PLoS ONE, 2009)，自2009年十二月發表以來，已有近2,500使用人次及10萬條處理序列。

        (3) 多源基因體學（Metagenomics）: 由於近年來定序技術的大幅進步，以往耗時數月整年的定序工作，可以在數天內完成，這樣的技術，開啟了新一代的研究領域，也就是多源基因體學，又稱環境基因體學（Environmental Genomics）， 生態基因體學（Ecogenomics）， 群體基因體學（Community Genomics），乃是一種賦予科學家研究整個微生物群落的利器，其所研究的生物群體/ 群落，其中的大部分都是之前不能經由實驗培養的未知物種，為了了解它們之間如何相互作用以完成諸如：極端環境生長、平衡大氣組成、對抗疾病與動植物共生等，此一手法可以改變現代微生物學研究，了解人與自然環境之間的密切互動關係。因此，為了保存並利用環境微生物的遺傳多樣性，目前可透過不需要分離菌株步驟的新技術，以直接建構基因庫進行定序的方式最為簡單可行。這一類的研究，除了快速大規模定序外，就必須依賴生物資訊學的協助，來對解析出來的序列進行快速的序列比對、功能註解與建置資料庫平台，進而找出其存在可能的物種與其所具備的功能。同時，為了了解這些微生物間在不同棲息環境的消長與互動，亦需倚賴系統生物學與網路生物學的協助，剖析複雜的交互作用與預測環境變動後的微生物組成。