تستخدم الكيمياء الحيوية والأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية في البحث الطبي بأساليب متعددة، بما في ذلك:
1- العلاج الجزيئي: حيث يستخدم العلماء المركبات الصغيرة (مثل العقاقير) للتفاعل مع جزيئات البروتين وغيرها من المكونات الخلوية لعلاج الأمراض. وينطوي هذا النهج على البحث في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للجزيئات الصغيرة ودراسة تفاعلها مع المكونات البيولوجية الأخرى.
2- الجينات الجزيئية: يتم تطبيق التقنيات الجزيئية في تحليل تركيب ووظيفة الجينات، ودراسة كيفية تفاعلها مع البيئة الخلوية. يستخدم هذا النهج لفهم الأمراض الجينية وغير الجينية وتطوير العلاجات الجزيئية الموجهة إلى العيوب الجينية.
3- العلم الحيوي للنظم: يستخدم هذا النهج في دراسة العلاقات بين الأحياء الدقيقة أو الكائنات الحية والنظم الحيوية الكبيرة، وإيجاد أساليب لعلاج الأمراض التي تنشأ عن عدم التوازن في النظم الحيوية.
4- علم التحديد الجزيئي: يتم فيه دراسة هيكل الجزيئات في الخلايا والأحياء الدقيقة. ويستخدم هذا النهج في فهم الآليات البيولوجية الأساسية وتصميم العقاقير الموجهة بشكل دقيق إلى جزيئات معينة.
5- تقنيات الشبكة الحيوية: يتم فيه استخدام تقنيات الحساب الآلي لتحليل وتفسير البيانات الجزيئية الكبيرة التي تتم جمعها من تقنيات الجينات الجزيئية والعلوم الحيوية. يمكن استخدام هذا النهج لتطوير تقنيات معالجة بيانات تساعد على اتخاذ القرارات في العلاج الطبي.