新規な含高周期 15族元素間二重結合化合物の創製
かさ高い置換基を利用した含高周期 15族元素間二重結合化合物（ジビスムテン等）の合成とその物性・反応性の解明について研究を行っている。

新規な結合様式を有する遷移金属錯体の創製
かさ高い置換基を利用した新規な遷移金属錯体（白金‐ジスルフィド錯体等）の合成とその性質の解明について研究を行っている。

シグマ -パイ共役をもつパイ共役電子系の合成と物性
剛直なシグマ炭素骨格で周囲を取り囲んだ様々な環状パイ共役系を合成し、これを安定なカチオン種へと変換して新しい物性を導き出そうとしている。

有機基をもつフラーレンカチオンの新規合成法の開発と応用
これまでに報告例のない、有機基をもつフラーレンカチオンの新しい合成法を見出し、その結晶としての単離と、それによるフラーレンで構成された単分子膜調製およびその光触媒としての応用面について検討している。

有機触媒の開発
遠隔不斉誘導を基盤として高活性、高選択的な有機触媒開発を目指している。これまでにアルコールの不斉アシル化触媒を開発した。

超分子化学
機能性フェノールフタレインを用いた分子情報の可視化、キラルオリゴナフタレンの合成と機能化に関する研究を行っている。

層状構造強誘電体の合成
特徴的な層状構造を持つ強誘電体材料を合成し、その結晶構造を解析している。

電子デバイス材料の基礎研究
リチウムイオン 2次電池や次世代の抵抗変化型メモリ材料に関する基礎研究を行っている。

リビングラジカル重合による新材料の創製
リビングラジカル重合の利用により、新しい線状および非線状（星型、櫛型、多分岐型）重合体および有機/無機複合材料（基板、微粒子、多孔体）を合成する。

高密度ポリマーブラシの科学と技術
新しい分子組織としての高密度ポリマーブラシを合成化学的ならびに構造・物性科学的に研究し、その応用分野を開拓する。

高分子量ポリ（エチレンオキシド）の一軸伸長によるイオン伝導性の向上
分岐型ポリエーテルのエラストマー性質を利用して一軸伸長させることにより、分子鎖の配向によるリチウムイオン伝導性の向上を目指す。

シンジオタクチックポリスチレンとポリ（エチレンオキシド）からなるポーラスゲルの創製
SPSの分子キャビティーを持つ結晶構造を利用した、ポリ（エチレンオキシド）との新規な物理ゲルの合成とその機能化を図る。

ガラスの構造解析
機能性の向上には、ガラスの局所構造の理解が不可欠であり、動径分布解析、 MQMAS/NMRや非経験分子軌道法を用いてそれに取り組んでいる。

ナノポーラスチタニア薄膜の作製 酸化物ゾルと光重合ポリマーの組み合わせによるスピノーダル相分離を利用して超微細構造を持つ酸化チタン薄膜を作製し、その太陽電池などへの応用を目指している。

スピン電流による磁化状態制御
伝導電子から磁化へのスピントランスファー効果を利用して強磁性体の磁化状態を磁場ではなく電流で制御することを目指している。

磁性微粒子の化学合成とデバイス応用 超高密度記録媒体や磁性単一電子素子への応用を目指して磁性微粒子の化学合成と物性評価を行っている。

細胞を標的とする機能性ペプチドの創出と展開
細胞機能を化学的アプローチにより探り、制御することを目指した機能性ペプチドの設計と開発を行う。

新規グリコシダーゼ阻害剤グリコシルアミジン誘導体の設計・合成と応用
強力で高選択的、かつ合成が簡便なグリコシダーゼ阻害剤としてグリコシルアミジン誘導体を開発し、有用な研究ツールとして応用している。

植物ホルモンの活性化・不活性化に関わる酵素の機能解析
オーキシン、ブラシノステロイド、アブシジン酸などの活性化・不活性化に関わる酵素遺伝子を解析し、それらの阻害剤を設計・合成している。

高等植物における表皮細胞の発生・分化プログラム
シロイヌナズナの HD-Zip型転写因子GLABRA2がホスホリパーゼＤ遺伝子の転写制御に関わり、リン脂質代謝を介して根の表皮細胞の根毛形成を運命づける。

タンパク質分解系と形態形成・シグナル伝達
光形態形成に関わるタンパク質複合体として同定された COP9シグナロソームが、タンパク質分解系を制御して、オーキシン応答や花芽形成のみならず多様な生理機能に関与していることを明らかにしつつある。

神経変性疾患の発症機構の解明
アルツハイマー病やパーキンソン病の病因を、患者脳内に異常に蓄積する Aβ蛋白（および前駆体APP）やα-シヌクレインに着目して解析する。

セプチンの機能解析
野生型・変異体の遺伝子導入や、 siRNAによるノックダウンにより、細胞骨格蛋白質セプチンの生理的機能ならびに病態との関連を明らかにする。

有機ELデバイスなどの高度組織化分子材料の構造と機能
高分子系有機発光素子、無機－有機分子ハイブリッドなど高度に組織化された機能材料の構造・ダイナミックスを精密に解析し、機能との相関を解明している。

セルロース系分子ハイブリッド材料の創製と機能
バクテリアセルロースなどの階層構造をベースにして、各レベルでの機能物質とのハイブリッド化を検討し、環境に優しく、エネルギー効率の高い材料創製を目指している。

新規な選択的錯生成系の開発
巨大環状配位子とキレート配位子のふたつの機能をもつ新しい配位子の研究を進める。

化学反応のシミュレーション
非線形化学反応系の解析を進める。

熱水中のC1化学
超臨界水内での化学反応は環境に優しく、触媒を使わない有機合成や生命の誕生に関る化学進化の過程にも重要である。C1化学に重点をおいて、分子論的な機構を明らかにしていく。

膜と薬物の相互作用・ダイナミクスのNMRによる研究
生体を構成する膜の安定性や機能を決定する上でも、水は大きな役割を果たしている。膜に薬物が取り込まれる様子を定量的・系統的に捉えて、水と油の間の溶ける・溶けないの関係を支配する分子間相互作用の知見に立脚して理解を深めていく。

極限微生物の環境適応機構の解析と応用開発
極地などの低温環境に棲息する好冷微生物の低温適応機構を解析し、そのユニークな特性を活かした物質生産・環境浄化システムを開発する。

含カルコゲン生体分子の生合成機構とそれらの応用開発
鉄硫黄クラスター、セレノシステインなどの含カルコゲン生体分子の生成反応機構を解明し、新規な物性や生理機能を持つ物質の開発を行う。

高分子ガラス転移機構の解明
高分子の固化過程で結晶化と表裏をなすガラス転移を動的転移であると考え、ダイナミクスの測定よりその機構解明を目指している。

高分子電解質・高分子ゲルの構造と機能の解明
独立に研究してきた高分子電解質と高分子ゲルに加え、高分子電解質ゲルの構造と機能の解明に
向けて研究を始めた。

ひも状ミセルの非線形レオロジー
低分子量の両親媒性分子（セッケン）のひも状会合体の非線形レオロジー挙動を調べ、会合体のダイナミックスを解明する。

ブロック共重合体の非線形レオロジー
ブロック共重合体ミクロ相分離系の非線形レオロジー挙動を調べ、そのダイナミックスの階層性を解明する。

有機薄膜との界面形成に注目した透明電極材料としての金属酸化物薄膜の評価
有機光電変換素子に適した透明電極の探索のため、有機薄膜との界面形成に視点を据えた導電性金属酸化物薄膜の評価を所内協同で進めている。

アラメチシンとその誘導体のイオンチャンネル形成
ペプチド性抗生物質のアラメチシンを化学修飾し、その構造特性と脂質二分子膜に作るイオンチャンネルの性質との相関を調べている。

ショウジョウバエを用いた体温調節行動の解析
温度選択性に異常を示すショウジョウバエ変異体（atsugari ）を樹立し、その原因遺伝子（ジストログリカン）を同定した。

レーザーによるイオンビーム生成とその高品質化
大強度超短パルスレーザーの集光による高エネルギーイオンの生成とレーザー同期高周波電場での加・減速によるエネルギー幅の縮減を図る。

永久磁石を用いた超強力ビーム収束系の開発
改良Halbach型超強力永久磁石回路により発生可能な５Ｔ以上という高磁束密度を四極にした強力なビーム集束系の開発研究。

短パルスレーザーによるイオン化とナノ構造形成の物理とその応用
極短パルスレーザーによる物質のイオン化の物理を調べ、大型分子や組織などの質量分析への応用や、ナノアブレーションの物理を明らかにし、固体ナノ構造形成への応用を研究している。

高強度レーザー生成放射線科学
高強度極短パルスレーザー生成プラズマが作り出すパルス放射線（電子線、イオン、X線）の解析科学への応用を開発する。

非弾性散乱電子を用いた化学状態解析法の開拓
試料に電子線を照射した際に発生する非弾性散乱電子を用いて電子状態・化学結合状態等を解明する手法の開発をしている。

有機分子構造化過程の解明と有機機能素子の開発
機能性有機薄膜結晶の結晶構造の解析・成長機構の解明・成長の制御を行うとともに、機能性有機素子の開発にも取り組んでいる。

タンパク質分子構造形成基盤の構造生物学的研究
タンパク質分子や超分子複合体の立体構造を決定し、超分子形成や機能物性発現の構造基盤を構造生物学的手法で解明する。

3d遷移元素のKX線スペクトルに関する研究
3d遷移元素のK系列X線スペクトルのサテライト構造や化合物間プロファイル差異の原因を、化学結合や遷移過程の観点から調べている。

典型元素を含むπ電子系の化学
ケイ素やリンなど、典型元素の特性を活かした新規π共役およびσ－π共役化合物の開発を行っている。

遷移金属錯体を触媒に用いる効率的炭素－炭素結合形成反応の開発
トリアゼン化合物を求電子剤に用いるクロスカップリング反応や炭素－フッ素結合の活性化などの開発を行っている。

新しい酸化物発光素子
SrTiO₃（ペロブスカイト）やMgAl₂O₄（スピネル）における可視域での発光現象の機構解明とそれに基づく発光素子の開発を行っている。

単分散球状V₂O₅ナノ微粒子
サイズ・形状の揃ったV₂O₅ナノ微粒子の合成機構の解明および触媒やリチウムイオンバッテリー等への応用に関する研究を行っている。

sp²混成リン配位子をもつ反応性有機金属錯体の創製と触媒機能
sp²混成リン配位子をもつ有機金属錯体の反応性を速度論的な観点から精査し、得られた情報を基にして環境調和型有機合成を指向した高効率触媒を開発している。

遷移金属触媒による機能性高分子の構造制御合成
上記の研究を通して独自に開発した錯体触媒反応を利用して、π共役系高分子などの光・電子機能性物質の構造制御合成に挑戦している。

近接場光学顕微鏡による半導体量子ドットの励起子波動関数の直接観測
30nmの空間分解能をもつ近接場光学顕微鏡を用いた半導体量子ドット中に閉じ込められた励起子の波動関数の観測と量子光物性研究。

自己組織化により二次元配列したナノ粒子における超高速分光
自己組織化により規則的かつ高濃度に分散した金属ナノ粒子系における非線形光学応答とエネルギー緩和ダイナミクスの研究。

化合物、糖鎖比較アルゴリズムの開発とゲノムレベルの解析への応用
共通の性質を持つ化合物や糖鎖から特徴的な構造を抽出するための構造比較アルゴリズムを新たに開発し、化学反応ネットワークや組織・生物種特異性の解析へと応用している。

遺伝子ユニバースの解析
ゲノムが決定された生物種の全遺伝子間の配列類似性のためのデータベースとそのデータを解析する手法を開発し、機能ドメインの抽出や遺伝子進化の解析に応用している。

化学構造解析のためのカーネル法
サポートベクタマシンなどの機械学習手法を用いた、化合物の性質推定手法の開発。

距離情報を用いたタンパク質立体構造予測
一部の原子間の距離情報のみがわかっている場合の、タンパク質配列からの３次元構造推定アルゴリズムの研究。

ゆらぎ（ゲノム変異や環境変化）に対するパスウェイの安定性に関する理論的研究

ネットワーク安定化理論の実践的応用に関する研究

ケモインフォマティクス
生体内低分子化合物を対象とした高速な類似化合物検索アルゴリズムの開発、及び低分子化合物のグラフ理論的観点からの知識発見。

グライコインフォマティクス
木構造を保持する糖鎖の効率的なアライメント手法の開発及び確率モデルによる高精度の知識発見手法の構築。

クリプトクローム/光回復酵素ファミリーの分子進化に関する解析
クリプトクロームと光回復酵素を含むタンパク質ファミリーについて、機能の差異と分子進化の関係を解析している。

膜蛋白質のトポロジー変化に伴う選択圧の変化の研究
膜蛋白質のトポロジーの変化に伴い、異なる選択圧が作用しているサイトの検出方法の開発とその応用研究を行った。