私たちが主な研究対象としているのは、 「細胞」の中で働くタンパク質や核酸などの「生体分子」です。 多くの生体分子は固有の立体構造を持つとともに、 機能を発現するために構造変化を生じます。 また、 「天然変性タンパク質」や RNA など非常に柔軟な立体構造を持つ生体分子も注目されています。

細胞の中には、 無数の生体分子で混雑した細胞質や細胞膜に囲まれた核やオルガネラが存在しています。 近年、 膜のないオルガネラと呼ばれる液滴が発見され、 シグナル伝達などの生命現象に重要な役割を果たすことが明らかになりました。 「細胞の中で多くの生体分子がどのように相互作用して、 細胞機能を発現しているのか」 という問いに答えることが私たちの研究の主要な目的です。

そのために、 私たちは、 (1) マルチスケール分子モデルと効率的なシミュレーション手法の開発 や (2) AI・機械学習などの情報科学的手法の導入 を行います。 さらに、 (3) 生体分子ダイナミクス や (4) 細胞内環境における分子間相互作用 などに関する計算科学研究を最先端のスーパーコンピューターを用いて行います。 また、 国内外の多くの実験グループと密な共同研究を行うことで細胞内で生じる生命現象の謎に迫ります。

これまでに開発してきたマルチスケール分⼦動⼒学シミュレーションは、 (5) 柔らかい素材からなる分⼦機能のデザイン にも有効です。 このように、 私たちは⽣命科学にとどまらず物質・材料科学への貢献も⽬指しています。