O LNBR estrutura sua atuação científica em três divisões integradas que conectam biodiversidade, biotecnologia e sustentabilidade para impulsionar a bioeconomia e a transição energética.
A Divisão de Biodiversidade e Ecossistemas investiga a biodiversidade brasileira e os processos que sustentam o funcionamento e a resiliência dos ecossistemas tropicais, gerando conhecimento e soluções para a conservação e o uso sustentável dos recursos naturais. Suas pesquisas integram biodiversidade, biotecnologia e processos ecossistêmicos, abrangendo a bioprospecção de microrganismos e enzimas, a bioeconomia, a sustentabilidade dos sistemas produtivos e a avaliação das emissões e do sequestro de carbono para a mitigação das mudanças climáticas.
A Divisão de Bioquímicos e Biocombustíveis Sustentáveis desenvolve biotecnologias para transformar biomassas e resíduos agroindustriais em combustíveis avançados, bioquímicos e bioinsumos. Suas pesquisas abrangem compostos aromáticos, hidrocarbonetos para combustíveis sustentáveis de aviação, metabólitos de interesse industrial e agrícola, além de plataformas fúngicas para produção de enzimas e proteínas.
Já a Divisão de Competências Transversais reúne capacidades estratégicas que apoiam toda a cadeia de pesquisa e inovação. Por meio de áreas como biologia sintética, química molecular, ômicas integrativas, biocatálise computacional, escalonamento de bioprocessos e sustentabilidade, fornece infraestrutura, métodos avançados e conhecimento multidisciplinar, acelerando a geração e a transferência de soluções inovadoras para a indústria e a sociedade.


