生命活動の根幹を担う生体分子、特に物質代謝、エネルギー代謝を支える酵素の機能、構造、触媒機能や応用について酵素科学および酵素工学的手法を用いて研究する。アミノ酸代謝関連酵素および補講素含有型酵素などを主な対象とし、多機能性生体触媒の基質認識並びに触媒機能を支える立体構造と、これらの情報に基づくタンパク質工学的研究を行う。また、工業的に有用な反応を触媒する新規酵素の探索とその応用研究や食品中のD-アミノ酸などの機能性物質の探索とその生合成機構の解明や応用研究を行う。

微生物は我々の社会生活に貢献する各種有用物質、抗生物質や抗がん剤をはじめとする医薬品及びそれらのリード化合物の生産者として産業上重要な役割を果たしている。当研究室では、遺伝子工学的手法を用いた産業上重要な微生物の改良研究や、次世代DNAシークエンス技術によってもたらされる膨大な環境微生物遺伝資源から、新規な有用生理活性物質の生産に関与する遺伝子群を探し出し、最新の遺伝子工学技術を駆使して、これら未開拓の遺伝資源を効率的かつ直接的に物質生産すなわち産業応用に結び付けることを目指した研究を行う。また、酵素学的、遺伝子工学的手法を用いた各種有用生理活性物質の生合成研究を通して得られる知見を応用し、天然には存在しない新しい生理活性物質の創生にも挑戦する。これらの研究活動を通して、当該分野の多様な技術の習得だけでなく課題解決能力も養う。

医薬品や化粧品原料となることが期待される生理活性物質の探索や薬剤の創製を目指した研究を行っている。薬理学や分子生物学的な手法と有機化学や天然物化学の手法を駆使して、医薬品、化粧品、機能性食品などのシーズの開発を行っている。

高等植物の形態形成機構すなわち、どのようにして植物の形が決まるのかを明らかにし、これを作物の増産に結びつけることを目標に研究を行っている。植物細胞は動物細胞と異なり、細胞が堅い細胞壁に覆われている。そのため、隣接する細胞との位置関係は基本的にこの細胞壁によって固定されており、動物の胚発生過程で見られるような細胞同士の位置関係のダイナミックな変化は起こらない。したがって、植物の形ができ上がって行くとき、どのように細胞が分裂するのかと、新たにできた細胞がどのような形になるのか（細胞形態形成）が非常に重要である。微小管やアクチン繊維に代表される細胞骨格は、細胞分裂と細胞形態形成にきわめて重要な働きをしている。そこで、それらの働きを制御する多様な細胞骨格関連タンパク質の機能に注目して研究を行っている。

地球上には多くの微生物が生息しており、これらはさまざまな能力を持つ。その能力は、環境浄化、食品、医薬品、化成品など、幅広い分野で活用可能である。本研究室では、土壌・海洋・河川などの多様な環境から有用微生物を探索・分離し、分離した微生物の遺伝情報を解析している。さらに、得られた遺伝情報を基に、環境浄化や物質生産を目的とした微生物育種を進めている。加えて、環境微生物の機能を詳細に解明するための解析ツール開発にも取り組み、微生物の潜在能力を最大限に引き出す技術の確立を目指している。

生態系の分解者である微生物は、様々な酵素を利用して地球環境の浄化に寄与している。我々の研究室では、微生物がもつ未知なる環境浄化能を見出すと共にその効率的活用法の開発を目指している。その中で、(1)環境汚染物質分解菌の単離やその分解に関与する酵素群の取得、さらにそれら遺伝情報の解析を行っている。また、(2)このような微生物の機能は不安定で、遺伝情報の伝播も観察されるため、遺伝情報の変化の仕組みについても解析している。(3)環境中の微生物の中にはヒトの健康を脅かすものも知られているため、微生物の生長をコントロールする手法（微生物制御技術）の開発も行っている。この研究は環境分野のみならず、医療や食品製造分野にも活用できる技術である。さらに、（４）微細藻類や真菌類を活用したバイオエネルギー生産やバイオマス利用に関する研究も始めている。

抗菌・殺菌技術は様々な分野で利用されているが、対象となる有害微生物の種類や適用範囲は異なる。メタゲノム解析手法を活用した評価系を用いて、新規化合物・素材の効果を検証していくとともに、微生物の薬剤耐性獲得やバイオフィルム形成などのメカニズムを解明し、それらを適切に制御するための新たな抗菌・殺菌技術の開発をめざしている。また、有用微生物を物質生産や環境浄化に応用するための研究も行っている。

研究分野としての食品・栄養化学は微生物やDNAに代表される「バイオ」とは一線を画している。論文指導では、食と健康に関連したテーマを選択させており、特に必須微量ミネラルのセレンや亜鉛等の食品中含有量や存在形態、脂質の機能解析と酸化の防止、水産廃棄物の有効利用に焦点をあて、ミネラルと脂質の機能解析と栄養有効性について学ばせている。講義・ゼミナールにおいても、食と健康の関連を採り上げており、周辺科学である疫学、統計学、動物栄養試験、食文化についても解説している。