研究领域是海洋微生物学和古菌分子生物学。研究兴趣是使用生物技术回答地球科学的问题，专注于研究古菌特有的细胞膜脂GDGTs（甘油二烷基甘油四醚）的生物合成机制。古菌GDGTs形成单分子层细胞膜，理化稳定性显著强于细菌和真核生物的磷脂双分子层细胞膜，它更是重要的分子化石，记录了从古至今海洋表面温度的变化。代表性研究成果包括首次发现并命名GDGTs合成酶基因（Tes），揭秘了GDGTs生物合成途径的关键步骤；破译了GDGTs环化酶基因（Grs），为应用GDGTs分子化石指示历史海洋温度变化奠定了理论基础；此外，还发现部分古菌进化出膜脂极性头热醇（calditol）合成酶基因（Cds），极大提高古菌耐受极端酸热环境的能力。主要研究手段包括古菌基因编辑技术，基因功能分析，脂类质谱分析，生物信息学等。未来继续探索未知的古菌膜脂合成机制，揭示古菌细胞膜结构及其生理功能，拓展分子化石的地球科学应用，以及研究古菌适应极端环境的机制等。