天然にデザインされた機能性タンパク質分子機械の仕掛け（分子デザイン）を、"動きと力"を指標に、１分子レベルだけでなく、人工的に構築した分子システムレベルで解明する。この目的のために力学酵素（ミオシン、キネシンなどの分子モーター）、細胞骨格（アクチンフィラメント、微小管）、シャペロニン、筋収縮系、心筋細胞などを取り上げる。nmの動き（分子間結合・解離）を捉え、サブpNの力を計測してタンパク質機能の素過程を解明する一方、様々なレベルで力を加えて機能（酵素作用）を変調・制御する。さらに、細胞機能を探るための"バイオナノゲージ"として、細胞骨格を活用する方法を開発する。この研究を通じて、生体機能の各階層に特徴的な設計原理（デザイン）とは何かという問に答えたい。