Le laboratoire des Applications construit et/ou sélectionne des microorganismes doués de capacités métaboliques nouvelles pour des objectifs applicatifs en mettant en œuvre les techniques d'ingénierie métabolique et d'évolution in vivo:

• - Amélioration de biocatalyseurs d'intérêt pour la chimie organique de synthèse,
• - Acclimatation de composés non naturels comme métabolites essentiels et modification du répertoire chimique des microorganismes pour une biodiversité artificielle confinée,
• - Implémentation et amélioration de voies métaboliques pour l'utilisation de ressources carbonées à un atome de carbone (formiate, CO2).

De façon générale, la réalisation de ces projets exploite le principe de sélection génétique.​

Les projets en cours 

• - Sélection et amélioration d'organismes naturels formatotrophes. Volker Döring, Laurence Cattolico
  
• - Implémentation de la formatotrophie chez Escherichia coli. Madeleine Bouzon, Volker Döring
• - Déviations de la composition chimique des molécules supports de l'information génétique. Madeleine Bouzon, Volker Döring
• - Evolution de catalyseurs enzymatiques par évolution dirigée in vivo : les dioxygénases à alpha-cétoglutarate fer-dépendantes. Tiffany Souterre, doctorante

Les principales réalisations 

• - Remplacement de la base thymine par l'analogue 5-chloro-uracile dans l'ADN d'Escherichia coli​​
• - Design et installation par évolution dirigée d'une voie alternative de biosynthèse des composés C1 chez Escherichia coli : le cycle du HOB.