さて，高橋研，稲葉研，石島研，齋藤研，では， どんな研究を行っているのでしょう?

高橋研では，タンパク質がなぜある「形」と「働き」を持つのだろうかという問いにこだわり，一貫して研究を展開しています。

タンパク質は，二十種類のアミノ酸がつながった高分子であり、アミノ酸配列で決められる形に折り畳むことで機能を発揮します。このとき，ある配列がどの形に対応するのかを予想する問題を，タンパク質の折りたたみ問題と言います。この問題は大変難しいことが知られています。そのため，タンパク質の構造や機能の予測ができないだけではなく，人工タンパク質の設計やタンパク質阻害剤の設計などの応用も大変困難です。

　私達は，タンパク質が実際に折り畳まれるときにどのような形の変化を経るのかを観察することで，この問題を解く手がかりを得ようとしています。これは，折り紙の鶴の形を理解するために，最初に三角に折るのか，あるいは，四角に折るのか，などの折り方の手順を調べようとしていると例えることができます。

　私達の研究の特徴は，オリジナルな実験手法を開発し，誰も真似できない観察結果を得ることです。これまでに，大型放射光施設を使った時分割X線小角散乱法や，フローセルを使った一分子蛍光観察法などの手法を開発してきました。

　私達のこれまでの研究の対象は，試験管内におけるタンパク質の振る舞いの観察が主でした。しかし，今後，膜タンパク質の動きや細胞内におけるタンパク質の振る舞いなど，より生きた状態に近い環境での観察も行いたいと考えています。

稲葉研では、「細胞のタンパク質品質管理システムを分子構造レベルで深く理解する」ことを目標に日々研究に取り組んでいます。

タンパク質はN末端からC末端まで多くのアミノ酸が連なったポリペプチド鎖です。しかしながらリボソームによって合成された直後のただの鎖の状態では機能は発揮されず、適切な場所にて正しい立体構造を形成して初めてタンパク質の独自の機能は発揮されます。最近の研究により、幾つかの細胞補助因子（分子シャペロンやジスルフィド結合形成酵素など）がタンパク質の立体構造形成（フォールド）において必須の役割をしていることが分かりつつあります。一方で、細胞の中では誤った立体構造を形成し機能不全に陥るタンパク質が生じることもあります。これら不良品タンパク質が過剰に蓄積することは細胞にとって有害であり、病気にもつながるので、速やかに分解除去されなければなりません。細胞はちゃんとそのためのシステムも有しています。我々は、これら細胞が兼ね備えるタンパク質の立体構造形成促進のためのシステムと不良品タンパク質の分解除去のためのシステムの作用機序を、構造生物学・生化学・プロテオミクス・細胞生物学的手法を駆使し、徹底的に研究しています。

石島研では，光学顕微鏡を基本とした生体分子の運動メカニズムについて研究を行っています． この世界には，動かない生物はいません． 植物でさえ，一見動いているようには見えませんが，内部では様々な運動が見られます．

この運動をになうのが生体分子モーターです． 身近なものでは，筋肉の運動がありますね，我々が体を動かすことが出来るのもこの筋肉内の生体分子モーターが働いているからです． 筋肉は心臓，内臓，膀胱など様々な器官の運動をになっています，瞳の大きさを変えるのも，鳥肌を立たすのも，筋肉の運動です． さらに，細胞が分裂する際には，真ん中でくびれなくてはなりませんね，このくびれを起こすのも生体分子モーターの働きです．

では，我々は現在どのくらいの知識があるのでしょう?
筋肉の場合．．．
　ATPが入力エネルギー-，ATP濃度上昇で動きが速くなる，レールタンパク質に沿って動く，ミオシンとアクチンというタンパク質が怪しい
程度なのです． つまり，概略は理解していても，エンジンがどうやってガソリンを回転運動に変換しているかということはほとんどわかっていません．

回転モーターであるバクテリアべん毛モーターも
　プロトン，ナトリウムのイオンの流入が回転を引き起こす
　モーターの固定子がイオンの流入を担い，回転子にトルクを発生する
程度の知識なのです．

我々はこの運動メカニズムを，1分子レベルで，生きたまま，水溶液中で観察，計測，することにより明らかにしようと思っています． そのためには，1分子イメージング，1分子ナノ計測システムの開発も行っています．
基本となるのが光学顕微鏡です，これに蛍光システム，計測システムを組み込んでいます． 残念ながら，我々の目的にあった装置は 市販されていませんので，研究の半分の時間を装置開発に費やしています． このことは，非常に重要なことで，
　市販の装置を買ってきて，そのまま使うだけでは，中で何が起こっているか全くわからない
のです，まるでブラックボックスですね． 我々は出来るだけ，研究の中でブラックボックスをなくしたいと思っています．

現在，装置開発の一環として，CNT（カーボンナノチューブ）を用いた新しい計測系の開発にも取り組んでいます． また，褐色脂肪細胞の産生熱の計測，細胞内・細胞間情報伝達機構の解明などにも取り組んでいます．

齋藤研では、タンパク質が機能する仕組みを解明するために、タンパク質のX線結晶構造解析や精密反応解析に取り組んでいます。

私たちの体の中には２万種以上ものタンパク質が存在し、それぞれが独自の仕事をすることで我々の生命を支えています。食べ物を消化するのもタンパク質なら、酸素を運んだり、呼吸によってエネルギーを作り出すのもタンパク質。体に入った毒物を分解するのも、ホルモンを作り出すのも、筋肉を動かすのも、全てタンパク質が関わっています。

こんなに多機能なタンパク質ですが、もとは数十から数百の部品（アミノ酸）がつながったヒモ状の物質です。タダの伸びたヒモであればなんの役にも立ちませんが、各タンパク質はそれぞれの決まった形に折れたたまり、その内部や表面に特殊な構造を作り出すことで独自の機能を発揮しています。タンパク質の形が少しでも崩れると（例えば1,000個の部品のうち、たった1つが違っているだけでも）、タンパク質の機能は失われることがあります。タンパク質は非常に精巧にできた分子機械であり、我々はその機能と仕組み、「どのような構造で、どのようなメカニズムで、何ができるのか？」、の解明を目指しています。

第一の目標はタンパク質の構造を決定することです。タンパク質の単結晶を作成し、そのX線回折データを測定すると、１つ１つの原子をも見分けられるぐらい詳細な構造を決定できます。タンパク質の形が分かれば、その作用メカニズムを予想できるだけでなく、タンパク質の活性化・抑制を行う物質（つまり薬）の開発も可能になります。

さらに、様々な生化学的・分光学的手法を駆使して、タンパク質の機能解析にも取り組んでいます。タンパク質の反応メカニズムが明らかになるだけでなく、未知の生体内反応の発見にもつながり、哺乳動物の培養細胞を用いた実証実験へも展開しています。

現在は、ヘム（血液の赤い色の素）を分解するヘムオキシゲナーゼや、シナプスでの情報伝達に関わるグルタミン酸受容体、を主な研究ターゲットとしています。