当研究室のテーマは、メンブレントラフィックの分子メカニズムと生体における役割の解明です。真核細胞内部では種々の膜オルガネラ間を分子が往来し、物流のネットワークが形作られています。分子のやり取りは、たんぱく質に制御されたダイナミックな膜の動き～分離・移動・伸長・融合等～を介したメンブレントラフィックと呼ばれる輸送機構によって行われます。このシステムは高等生物において特に発達し、多細胞社会の運営に欠かせない細胞極性形成や細胞間情報伝達などの機能を担っており、その破綻は様々な疾患の原因となります。2013年のノーベル医学・生理学賞がメンブレントラフィック研究のパイオニア達に与えられるなど、メンブレントラフィックの重要性は今や広く認知されています。

当研究室は、当時我が国ではまだ少なかった本格的なメンブレントラフィック研究の拠点作りを目指し、2002年春発足しました。別項で述べるようにメンブレントラフィックには幾つかの経路が存在します。当研究室では、当初エンドサイトーシス経路とオートファジー経路を研究対象としていましたが、現在は後者を集中的に研究しています。オートファジーは、1950年代には電子顕微鏡観察が行われており50年以上に亘る研究史があります（オートファジーという用語が初めて公式の場で使われたのが1963年）。しかしながら永らくその分子基盤の解明が進まず、メンブレントラフィックの「最後の秘境」となっていました。その状況を打破したのが、1993年の大隅良典博士（現東京工業大学特任教授）らによる酵母オートオファジーに必須の遺伝子群ATGの同定でした。当研究室の吉森は、1996年基礎生物学研究所に大隅研が発足したときに助教授として参加し、哺乳類オートファジーの研究を開始しました。その後、オートファジー分野は爆発的に発展し、現在も研究者と論文数の増加は続いています。その中で日本は優れた成果を多数発信し、世界をリードする立場にあります。当研究室もイメージングなどの様々な最先端技術を駆使し、その一翼を担ってきました。2014年にトムソンライター社が発表したHighly Cited Reseachers（被引用数が分野の上位1％に入る論文を過去約10年間に多数出している研究者 http://highlycited.com/index.htm）は、Biology & Biochemistry分野で195名でしたが、日本人は6名でそのうち3名が吉森を含むオートファジー研究者でした。

当研究室は、オートファジーというメンブレントラフィック経路の研究を通して、ポストゲノム時代の重要課題である”細胞機能の理解”とさらには臨床医学に資する知的財産の創出を図ります。特に医学部に所属するメリットを活かし、臨床の各教室と連携しオートファジーが関わる疾患の予防・治療に向けたオリジナルな研究を展開しています。