細胞分裂のメカニズムを解明するからには、何としても収縮環を単離したい。しかし収縮環は分裂の時だけ現れて、分裂が終わったら消えてしまう。そもそも小さな細胞の一部分を、その働きを保ったまま取り出す作業は容易なことではない。研究当初から繰り返し試みて、全て失敗に終わっていた。

1990年代に入り、「細胞が大きければ目で見て切り取ることができるかもしれない」と言う単純な発想から馬渕教授が目をつけたのが、ニホンイモリの卵だった。イモリの卵は直径が2mmと大きく、顕微鏡で見ながら手で切り取ることができた。手作業で収縮環を切り取ってATP（アデノシン三リン酸）を加えたところ、収縮環は見事に収縮し、生きたままの状態で取り出すことに成功。収縮環がATPのエネルギーで収縮することの直接の証明になった。また電子顕微鏡を使って収縮環の構造を初めて調べることができた。

ただし、イモリの卵では手作業で取れる量に限りがある。しかし馬渕教授は、細胞を同時多数に扱うことができるウニの卵でも収縮環を単離することに成功した。研究室の地下では研究に使うウニのほか、イモリと違い1年中卵を産んでくれるアフリカツメガエルも飼育中だ。

「私は茅ヶ崎の出身で、子どもの頃から海に馴染みが深いこともあり、実験用のウニは自分たちで潜って採集しているんですよ（笑）。実験用のウニの水槽を見た人は必ずと言っていいほど『このウニは食べるんですか？』と聞きますが、実験に使うウニは食べません。卵だけ取らせてもらったら、海に帰すことにしています」

ウニについては、こんな風に笑いながら話していた馬渕教授。研究に取り組む時にはできる限り自分の手と目と頭を使って、生命の神秘を明らかにしたいという思いが強い。収縮環を手作業で単離するなど、時には時間を忘れて夜を徹して取り組むような"力業"とも言える作業も多いが、そうした地道な努力も大切だと説く。

90年代からは遺伝学的手法、分子生物学的手法を積極的に取り入れ、細胞質分裂の分子メカニズムの解明を進めている。すでにかなりのシグナル伝達経路が明らかになっているが、収縮環形成に際してアクチン・ミオシンが集まるメカニズムには真核生物共通のもっとダイナミックなメカニズムがあるのではないかと、さらに大きな謎の解明に向けて期待を寄せている。

また、リポソームと呼ばれる人工脂質膜小胞で細胞を模倣した系を作り、分裂と運動のメカニズムを研究。分裂できる細胞を人工的に作ると言う究極の課題にも挑んでいる。

こうした数々の研究を通じて分裂の仕組みを明らかにすることで、がんの抑制や創薬、老化のメカニズム解明に役立てることはできるかもしれない。しかし、研究者としては、生物の不思議を解き明かす基礎的な研究に邁進していきたいという馬渕教授。目指すのはオンリーワンの発見だ。
「最初はあまりライバルのいない状態から始まった研究ですが、今や世界中に同様の研究をしている人がいます。新しいことを思いついて自分だけだと思っても、ほとんどの場合世界には二人くらいは同じことを思いついている人がいるものです。人が思いつかないことを思いつくには世界で何が行われているかを知る必要がありますね。また研究の世界では、競争相手は互いに研究を高めていく仲間でもあります。研究のヒントは思わぬところから得られることもありますから、常に世界に目を向けて研究することが大切です」

このため発表数の多い米国細胞生物学会には毎年出席し、また海外での講演もできるだけ行うことにしている。夏には米国東海岸にあるウッズホール臨海実験所（MBL)で研究する。
「日本にいると日常の業務に縛られて新しい発想はなかなか出てこないし、発想を試す実験もできません。MBLでは朝食後から就寝まで実験ができますし、その間に海外の研究者とコミュニケーションがとれます」

ここ数年は国立シンガポール大学でも授業を行っている。その縁で国立シンガポール大学との共同研究も生まれている。