分子生物學是以化學及物理學為基礎，在分子的階段探求細胞各種反應的科學，其發展至為迅速。基於此，本院於民國七十一年十二月成立分子生物學綜合研室籌備處，由王倬院士擔任第一任籌備處主任，民國七十五年七月一日啟用實驗大樓，正式展開實驗工作。七十六年九月由黃周汝吉院士繼任籌備處主任。七十八年則由吳瑞院士出任籌備處主任。七十九年一月起由何潛院士接任，並於同年三月起正式易名為分子生物研究所籌備處。王正中院士於八十年九月就任籌備處主任。分生所於八十二年三月一日正式成所。沈哲鯤院士於八十四年一月接任所長。

研究方向

　　分生所目前之研究工作主要針對核酸與蛋白質之結構、功能與調控等方面來探討細胞的生長。研究方向以細胞分子生物學及結構生物學為重點。在細胞分子生物學方面，希望藉遺傳工程新技術來探討細胞分化及生物個體發育之分子機制。此部分長遠來說，可了解許多遺傳疾病之成因，從而促成新藥品之問世，亦可改良農作物品種，解決病蟲害問題，間接改善環境污染的嚴重程度。在結構生物學方面，期望在決定蛋白質結構後，由分子結構的分析了解分子的結構與功能之間的關係，進而建立藥物設計之資料。目前五大研究主題包括：

一、細胞互動與訊息傳遞

二、細胞核結構與功能之研究

三、遺傳與生物發育

四、巨型分子的結構與功能關係

五、基因體研究

重要研究成果

一、 利用基因剔除及基因轉殖小鼠兩項技術的配合，成功的建立人類脊椎肌肉萎縮症的小鼠動物模式。這些小鼠將可作為進一步研究基因致病之分子機制，及作為治療設計的活體測試對象。

二、 在研究果蠅周邊神經系統的發育過程中，研究人員找到一個原神經基因（名叫amos），其功能在推動外胚層細胞走向神經的命運。

三、 建立了肥胖與非胰島素糖尿病的小鼠實驗模式，可以研究疾病機制，並尋找更有效的治療肥胖的方法。

四、發現了在毒殺型Ｔ淋巴球接觸抗原時加入IL-4，可高效率的改變「短壽」的子細胞為「長壽」的記憶型免疫球。此結果不但充份證明Ｔ淋巴球的壽命可在接觸抗原的短短幾天內就已定的新觀念，而且開闢了一個理性且有依據的疫苗研發途徑。

五、發現調控蛋白質輸入葉綠體轉運機組基因的轉錄因子，並發現蛋白質輸入葉綠體內部及外膜共用一轉運器。目前利用X光繞射法已測出葉綠體外膜運轉機組蛋白Toc 34的晶體結構。