本课题组致力于解析生命起源进化机制，揭示生命的化学/物理本质，发明原创生物技术。相关成果在国际期刊发表SCI论文180余篇，谷歌学术引用7000余次，SCI他引4000余次。论文入选ESI Top 1%论文、Faculty of 1000 Biology、ScienceDirect Top 25 热点论文。取得的主要成果如下：
    1.化学系统进化：通过量子化学计算，比较了20 种氨基酸与对应同分异构体的自由能，揭示了氨基酸起源的热力学基础（Ji et al. 2005）；采用代谢网络扩张模拟方法，探讨了磷酸盐在代谢起源中的作用（Tian et al. 2019）；使用蛋白辅因子作为分子化石追溯蛋白质起源历程，提出配体诱导/选择模型（Ji et al. 2007; 2009a; Chu & Zhang 2020a）；基于蛋白质合成的核糖手性传递，提出手性起源的系统化学模型（Chu & Zhang 2021）。
    2.生物系统进化：采用化学信息学方法，揭示了代谢网络组织的化学基础（Zhu et al. 2011），阐释了氧气促进代谢进化的化学机制（Jiang et al. 2012）；建立了基于蛋白质结构的分子钟，揭示了有氧代谢起源历程，阐释了生物-地球化学共进化机制（Wang et al. 2011; Kim et al. 2012）；发明了测定蛋白-核酸复杂相互作用的One-Pot-seq方法，揭示了转录因子复合体进化的热力学基础（Kang et al. 2019）；将3D基因组学引入进化领域，发现全基因组倍增后保留基因对（ohnolog）的空间临近特征，为理解ohnolog的剂量平衡机制提供了新见解（Xie et al. 2016）。
    3.进化生物医学：基于生命系统进化机制和化学/物理本质，整合纵向数据和多组学数据，解析衰老及相关疾病的发生机理（Chu et al. 2020b; Wang et al. 2021）；将进化生物学、系统遗传学的概念、方法引入生物医学领域，为药物发现和精准医疗奠定了基础（Kong et al. 2009; Ji et al. 2009b; Zhang et al. 2010; Wang and Zhang 2013; Xiong et al. 2014; Quan et al. 2018; Tong et al. 2021; Lv et al. 2021）。