Das Institut für Molekulare Biotechnologie beschäftigt sich in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie (IME) mit der Entwicklung von Pflanzen, die sich gentechnisch optimiert zur Produktion von Enzymen und industriell verwertbaren Rohstoffen eignen, sowie mit der Erforschung von transienten Expressionssystemen zur Produktion von Proteinen.Im Bereich der synthetischen Pflanzenvirologie werden Viren als Expressionsvektoren sowie Viruspartikel als Biomaterialien und Oberfläche für diverse Anwendungen entwickelt. Zudem werden wirtschaftlich interessante Sekundärmetabolite aus Pflanzen identifiziert und unterschiedliche Strategien zur Überproduktion dieser Metabolite getestet. So ist ein direktes metabolisches Engineering in den Pflanzen möglich, es wird aber auch die Übertragung der Synthesewege in Mikroorganismen erarbeitet. Dazu werden geeignete Enzymkandidaten aus den Pflanzen isoliert und in geeignete Expressionsorganismen übertragen.
Im Rahmen des Exzellenzclusters „Tailor-made Fuels from Biomass“ wurde am Institut für Molekulare Biotechnologie an neuen biokatalytischen Systemen zur Nutzung von Biomasse als Energie- und Rohstoffquelle geforscht.