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部門長：安達泰治

分子・細胞レベルの力と組織・器官レベルの力が影響を及ぼしあい、互いのふるまいを調節する多階層な生体システムにおける力の役割を、実験と数理を統合したバイオメカニクス研究により明らかにします。

部門長：磯部圭佑

光の散乱の影響などによって可視化でさえ困難な生体組織内部において、時間だけでなく空間的にも制御されたパターン光と光遺伝学手法を用い、多細胞間の相互作用を可視化・操作します。

部門長：今吉格

モデル動物、特にマウスの個体内の特定の細胞種に、蛍光たんぱく質や機能性分子を発現させるための、遺伝子改変マウス技術やウイルスベクターの開発を行います。また、細胞・生体機能を光操作するための新規技術の開発を行います。これらの技術を適応して、脳機能の発達・可塑性・再生過程の制御機構を明らかにします。

部門長：上村匡

栄養バランスや感覚刺激などの「環境」からの入力に対して、動物の成長と老化あるいは行動を調節する分子機構や神経回路の動作原理を、マルチオミックスや分子遺伝学的・光遺伝学的手法を通して明らかにします。

部門長：谷口雄一

ゲノムが膨大数の遺伝子の発現をダイナミックに制御し、複雑な生命機能を再現的に生み出す一般原理を、ハイスループット型１分子イメージングや次世代シーケンシング等の技術を用いた網羅的計測と、得られたデータの大規模分析を通じて明らかにします。

部門長：松田道行

分子活性や細胞機能などの普通は見えないものを、蛍光バイオセンサーを使って培養細胞や生きたマウスの組織で可視化し、細胞間コミュニケーションの原理を明らかにします。