自建院起体制机制改革的一系列创新举措使得上海生科院能够及时响应国家重大需求，围绕重点突破方向加强集成，通过在更大范围内调动整合资源、及时组建新的研究单元，部署前沿新的增长点，科学研究整体水平有了大幅度的提升，在神经科学、细胞信号传导、表观遗传学、植物分子遗传学、肿瘤相关机理、免疫学、干细胞、代谢疾病、新药研究等领域取得了一批重大成果。

神经科学领域 在脑发育研究中发现了一系列调控神经生长锥转向生长和神经细胞定向迁移的机制，加深了对脑结构形成机理的理解；在学习与记忆研究中发现了果蝇具有简单抉择能力、果蝇跨模态学习的相互协同作用，以及果蝇蘑菇体和多巴胺系统共同掌控基于价值的抉择；发现表达NG2胶质细胞的突触可塑性，对认识脑的工作原理具有重要意义；在神经系统疾病机理研究中发现β2-肾上腺素受体激活与老年痴呆症的相关性，发现调控阿片受体分布及镇痛功能的机理，对发展新的治疗策略有指导意义。其中果蝇视觉和嗅觉不同模态的学习与记忆之间的协同作用、多巴胺和蘑菇体环路调控果蝇基于价值的抉择的研究成果，2001、2005、2007年先后发表在Science上；调控δ阿片受体转运及吗啡镇痛耐受的机理，2005年发表在Cell上；引导神经生长方向的细胞膜离子通道机制，2005年发表在Nature上；GSK蛋白质活性对确定神经细胞极性的作用机理等神经细胞极性建立机制的研究成果，2005、2006年发表在Cell和PNAS上；神经元突触发育新机制，2006年发表在Neuron上；胶质细胞突触可塑性研究，2006年发表在Science上；激活β2-肾上腺素受体刺激γ-分泌酶活性和加速淀粉样蛋白斑形成的研究成果，2006年发表在Nature Medicine上；神经细胞迁移导向的重要机制，2007年发表在Cell上；TRPC通道对于神经元存活的重要作用，2007年发表在Nature Neuroscience上；神经元轴突发育的研究成果，2007年发表在Nature Cell Biology上胶质细胞溶酶体释放ATP的研究成果，2007年发表在Nature Cell Biology上。

细胞信号传导领域 在GPCR信号通路、Wnt信号通路、NF-κB信号通路、ERK信号通路的分子调控等方面取得大量研究成果。Rho家族小G蛋白对PTEN的调节机制，研究结果2005年发表在Nature Cell Biology上；细胞极性蛋白Par3的酪氨酸磷酸化调控上皮细胞极性建立的研究成果，2006年发表在EMBO J.上；β-arrestin1调节组蛋白乙酰化及基因转录的核内功能研究结果，2005发表在Nature Immunology上；关于NF-κB信号通路调控的研究成果，2007年发表在JCB上；发现E2F6在紫外诱导的细胞凋亡中的作用及相关机制的研究成果，2007年发表在Cell Death & Differentiation上；Wwp2在Rpb1正常生理状态下的表达调节中发挥重要功能的研究成果，2007年发表在MCB上；发现新的ERK信号通路调控蛋白RKTG的研究成果，2007年发表在PNAS上；类胰岛素生长因子受体(IGF-1R)通过翻译调控p53-Mdm2负反馈通路参与p53介导的凋亡研究成果，2007年发表在JCB上；Wnt3a介导的经典Wnt信号网络磷酸化蛋白质组的定量研究成果,2007年发表在MCP上。

分子遗传学领域 在分子遗传学领域以及表观遗传学这个新兴的前沿研究领域也取得了快速并重要的进展。首次克隆了生殖系统中的第一个天然抗菌肽基因Bin 1b，2001年发表在Science上；证明了牙本质唾液酸磷酸蛋白基因（DSPP）产物在牙本质发育及内耳正常功能中发挥了极为重要的作用，2001年发表在Nature Genetics上；发现了儿童白内障致病基因，2002年发表在Nature Genetics上；染色质组蛋白H3K79甲基化的调控机制和在白血病发生中的作用的研究结果，2005年发表在Cell上；发现新表观遗传控制基因的研究成果，2005年发表于JBC上；植物miRNA对发育的调控，HYL1蛋白N-端dsRBD结构域对miRNA前体加工的研究成果，2005、2007年分别发表在Plant Cell上；WOR1的双稳态表达主控白念珠菌的白－灰形态转换，2006年发表在PNAS上；JARID1B是能移除组蛋白H3赖氨酸4甲基基团以及在前列腺癌中正调控的一种去甲基化酶的研究成果，2007年发表在PNAS上。

植物分子遗传学领域 在植物基因组和功能基因组、植物的重要生理过程研究包括生殖发育、植物激素作用、代谢调控等分子机理方面以及在植物表观遗传学、信号传导以及昆虫功能基因组学、昆虫与植物的互作等前沿领域取得了重要进展。在国际上率先完成第四号染色体的精确测序和序列分析，2002年发表在Nature上；控制棉纤维发育的MYB转录因子的克隆与研究的相关成果，2004年发表在Plant Cell上；首次成功克隆农作物抗逆数量性状基因（QTL），2005年在Nature Genetics上发表；构建了家蚕第二代分子标记遗传连锁图谱，成果2005年发表在PNAS上；百脉根花瓣和花形发育调控的研究成果，2006年发表在PNAS上；水稻株高基因Eui的克隆与功能的研究成果，2006年发表在Plant Cell上；蛋白质翻译后调控决定植物叶形态建成的研究成果，2006年发表在Plant Cell上；水稻产量相关功能基因研究的成果，2007年发表在Nature Genetics上；植物抗虫与害虫控制的研究成果，2007年2篇论文发表在Nature Biotechnology上；高等植物生理过程、激素以及光受体的信号传导研究的一系列成果发表在Plant Cell和PNAS上。

肿瘤相关机理领域 在对部分肿瘤的发病机理、治疗机理以及新靶点发现等研究中取得了重要进展。其中，发现Robo的阻断性抗体能够抑制肿瘤生长，成果2003年发表在Cancer Cell上，这是中国科学家首次在该权威杂志上亮相；发现抑制磷脂酰融合酶表达明显抑制蛋白激酶Cd信号途径相关的白血病细胞分化，成果发表在2004年的Blood上；新喜树碱衍生物NSC606985通过依赖PKC-δ的机制在纳摩尔浓度诱导白血病细胞凋亡的研究结果，2005年发表在Blood上；一种新的白血病肿瘤抑制基因失活的分子遗传学机制研究成果，2007年发表在Nature Medicine上； IRF-1和IRF-2对食管鳞状上皮癌(ESCC)的不同作用的研究成果，2007年发表在Cancer Research上。

免疫学研究领域 在解决免疫学基础科学问题、改善临床诊断治疗技术和技术转化方面都取得了重要进展，在国际同行中产生了重要影响。可伯松作用机制的研究成果，2005年发表于PNAS上; γ-IFN在诱导Foxp3和Treg转化中作用机制，2006年发表在J. Clin. Inves.上；离子通道3a蛋白在SARS病毒致病过程中的作用机制，2006年发表在PNAS上；骨桥蛋白在类风湿性关节炎中的病理机制的研究成果，2005年发表在J. Clin. Inves.上；应用T细胞疫苗治疗类风湿性关节炎研究，2006年发表在Arthritis & Rheumatism上；生物体内调节CD4+ T细胞存活和自身免疫的新机制、生物体内调节炎症反应的新机制的研究成果，均于2007年发表在Nature Immunology上；对转录因子c-Fos/AP1调控T细胞受体β链基因(Tcrb)重排顺序的研究，在先天性免疫细胞中关键的负性调控分子Trim30α研究，生物体内调节NK细胞杀伤活性和病毒免疫的新机制，TRIM30α蛋白受TLR激动剂所诱导和TAB2-TAB3-TAK1激酶复合体相互作用等工作，发表在2008年的Nature Immunology上；palladin对于定向型红系造血、骨髓红系造血岛的形成的研究成果，2007年发表在Blood上；中国人群中哮喘与IL4、 IL13、IL5、IL3、IL12B、IL9、CD14、IL4R等基因的遗传关联性方面的研究成果，2007年发表在Human Mutation上；卡波西肉瘤相关疱疹病毒（KSHV）中的RTA基因激活ORF59的表达，2008年发表在Virology上。

干细胞研究领域 在胚胎干细胞自我更新和定向分化的分子研究领域取得显著成绩。提出肌浆网在胚胎干细胞分化的心肌细胞中的关键调控作用，2005年发表在The FASEB J.上；发现了对胚胎干细胞重要转录因子Oct4蛋白质的新的修饰方式，2007年发表在FASEB J.和MCB上; 对神经发育早期神经干细胞维持机制提出新的研究结果，2007年发表在Development Cell上；等等。

代谢疾病领域 在导致我国肥胖、代谢综合症、2型糖尿病等代谢性疾病的遗传、环境因素及其调控机理等研究中取得重要进展。研究显示中国汉族人群与肥胖和2型糖尿病的相关遗传特征以及代谢表型与国外其他种族不尽相同；发现食物中天然存在的SIRT1激活剂白藜芦醇在生理浓度有改善胰岛素敏感性的作用，为2型糖尿病的防治提供了新的思路。其中糖尿病药物治疗新机理的相关研究成果，2006年发表在Diabetologia上；Ufd1参与胆固醇合成调控的新机制的研究成果，以及关于SIRT1调控胰岛素敏感性方面的研究结果，均于2007年发表在Cell Metabolism上； FTO基因上多个SNP位点与肥胖和2型糖尿病的关联关系的研究成果，2007年发表在Diabetes上；中国人群CRP水平及其与代谢综合症关系的研究成果，2007年发表在J.American College of Cardiology上。