生物の細胞中の器官のほとんどはその周囲を厚さ10nmほどの生体膜で覆われています。複雑な生体膜の構造や働きを解明するため、多角的な視点から検討します。

電波望遠鏡を用いて、分子雲および銀河の形成と進化の観測的な解明をめざしています。また、南極大陸内陸部の高原地帯に天文台を開設する研究を推進しています。

最先端の光技術を用いて、単発現象の初期過程を超高速の時間スケールから追跡する新規分光法を開拓し、異分野融合の基礎研究を行います。

新しい発想に基づく有機合成反応の開発に取り組み、新現象を見いだすことに挑んでいます。また、見いだした新現象の理解と解釈に取り組みます。

分子の構造や分子のまわりの環境を鋭敏に反映する振動分光法を駆使し、液体・溶液から結晶、生きた細胞、バイオフィルムまで幅広く研究を展開しています。

21世紀は、ヒトの「夢や欲求」に焦点があたる時代背景を踏まえ、エンタテインメント性に関する研究、「感動」のメカニズムの分析や生成に関する研究を総合的に展開しています。

誰でも使えるWebインタフェースの開発を目標に、日本語や英語による会話、ジェスチャが行える擬人化エージェントを用いたWebインタフェースシステムの研究を行います。

量子力学などの物理学的理論を用いてスーパーコンピュータによる大規模プログラムを開発・実装し、ナノ構造物生成を予測・制御する手法の開発と工業材料への適用を研究します。

インターネットなど大規模システムの設計や制御、新材料開発のためのビッグデータ解析、リアルなCG製作などの諸分野で性能を左右するアルゴリズムの研究を推進します。

バーチャルリアリティ技術を基盤として、コンピュータをはじめとする人工物を使う側である人間の特性に着目したインタフェイスを構築し、人類の知的活動を支援する研究を推進。

生物の運動解析を基に、筋骨格モデル構築や3D解析による運動能力の推定を行い、それを基に軽量で柔らかな人工筋アクチュエータを開発。生物型ロボットなどへの応用を図ります。

個人のライフスタイルに合ったサービスの創造をめざし、“人と共存するロボット開発”をテーマに、人との協調動作が可能なロボット制御技術の開発に取り組みます。

分裂酵母やゼニゴケなど遺伝学的解析に秀でたモデル生物を用いて、細胞環境応答・細胞核構造機能・染色体安定維持に関する普遍的な構造の解明に取り組んでいます。

原始生命に最も近いといわれる高度好熱菌（超好熱菌）の性質を調べ、生命誕生の謎を探っています。また、発酵食品をつくる食品微生物の機能を高める研究も進めています。

計算論的神経科学の一つの目標は、「マインド・リーディング」ができるほどに神経細胞の電気信号を解読すること。信号のパターンを解読できる仮説を立てるのが醍醐味です。

生殖細胞が持つ生命の連続性を保証する仕組みを解明。精子・卵子の元となる始原生殖細胞によるヒトゲノム制御機構の解明を通して、分化全能性獲得機構を分子レベルで理解します。

体長1ミリの線虫をモデルとして、動物の発生過程における器官形成の分子構造を研究します。線虫の研究から人の器官形成や疾病のメカニズムに迫ります。

ヒトなどの各種未分化正常細胞やマウスを用いて細胞分化・組織構築の分子基盤とその制御実態への研究を分子レベルで展開。その結果を医療応用へ検討します。

生物（細胞）が外からのさまざまな刺激に対して示す応答（適応）について、細胞の低酸素応答と花粉症など免疫応答異常、ダイオキシンなど環境ホルモンの3点から探究します。

正常な細胞を傷害しない、がん細胞特異的な治療法の開発をめざし、Ｅ2Ｆの細胞増殖とがん化抑制における転写制御機構の違いを検討。HTLV-1による癌化機構の解析も行います。

世界的に有名な遺伝病で、治療法がない嚢胞性線維症の治療法開発をめざした基礎研究を実施。CFTRという膜タンパク質の分解およびフォールディングの分子メカニズムを解明。

生命現象を生きた生命体の中でリアルタイムに観測できるように、新しい光学計測装置を開発します。生命科学とエンジニアリングの複合領域の発展をめざし、開発段階から研究。

さまざまなイメージング手法を取り入れ、脳内環境・神経シナプス伝達にかかわる機構とその破綻により生じる疾患に注目した基礎研究に取り組みます。

人間の心臓血管系や脳神経系などの生理情報、日常生活中の行動や身体活動に関する情報を詳細に数理解析することで、ヒトの体や心の健康を評価する技術を医工学連携で開発。

物理（光学・ナノテクノロジー）、化学（界面・分析）、生物などの研究を融合し、健康や環境にかかわる物質を対象にした新しい微量検出システム、高感度観察システムの構築をめざします。

炭素－炭素結合に注目し、医薬や農業、電子材料、高分子材料に活用できる新しい機能性有機化合物、生理活性天然有機化合物の合成を目標に、新しい合成反応や合成技術を開発。

少子高齢社会やグローバル化など社会的変化に合わせ、多様な人にやさしい建築や都市空間に対する研究を行います。

建築やランドスケープの設計、まちづくり、社会福祉、社会教育などにおける利用者参加型のデザインについて研究します。