Основным направлением деятельности лаборатории является разработка вычислительных методов и биоинформатических решений для анализа данных глубокого секвенирования иммунных репертуаров, исследованиях структурных взаимодействий T-клеточного рецептора и комплекса антиген-MHC, алгоритмов рациональной группировки антиген-специфичных Т-клеточных рецепторов и предсказания их специфичности.

В рамках работы лаборатории была разработана и поддерживается база данных VDJdb (vdjdb.cdr3.net) - уникальный ресурс, содержащий последовательности Т-клеточных рецепторов и распознаваемые ими антигены [Shugay et al. Nucleic Acids Research 2017, Bagaev et al. Nucleic Acids Research 2019]. В последнее время лаборатория активно занимается изучением Т- и В-клеточных ответов против вируса SARS-CoV-2, являющегося причиной пандемии COVID-19. В 2020 году лабораторией были проанализированы биоинформатические данные по иммунному ответу против SARS-CoV-2 и выявлены ключевые биомаркеры Т-клеточного иммунитета, характерные для COVID-19 [Shomuradova et al. Immunity 2020].

Лаборатория находится в тесном сотрудничестве с несколькими международными коллективами. Ведется активная коллаборация с научными группами в University of Oxford, University of New South Wales, Cardiff University, Sorbonne University и другими.