中文摘要：

主要从事定量生物物理的研究，研究方向包括细胞钙离子信号系统、生物神经元动力学、免疫系统HIV动力学和生物群体合作演化动力学，特别是在细胞钙信号和神经元动力学方面取得了一系列有重要学术价值的成果，如开创和激发了对内质网钙离子系统随机通道动力学和有序钙信号的物理机制的研究，预测了钙离子局域Puff信号是一种纳米波等。在Phys Rev Lett (2010,2005,2002)，Science Sigaling(2009)，Proc Natl Acad Sci US A (2003)等刊物上发表SCI论文71篇，H指数为15，应邀为英文专业书籍写作章节3篇。2006年以来发表SCI论文24篇，论文他引526次，英文合著书籍1本。针对申请人研究在Physics World杂志，评论网站Faculty of 1000，英国物理学会新闻网站上有5项专门评论。拟开展细胞钙信号系统、神经元动力学等研究。

结论摘要：

我们主要从事生物系统的计算机建模和理论分析研究，在该基金的资助下，我们在不同层次上开展计算生物物理的研究，包括生物分子层次上的蛋白质分子动力学、蛋白质随机行走；在细胞层次上的钙离子信号、细胞信号网络动力学和神经元动力学；系统层次上的神经网络、癌细胞演化和免疫系统动力学等，取得了较好的成果。 钙信号是目前分子生物学和细胞生物学的一个重要研究前沿，我们对钙信号进行多尺度建模，结合实验，系统研究了单个离子通道、集团化通道、单细胞层次、多细胞系统的非平衡钙动力学。主要成果包括（1）构建了一个两态的钙信号模型，首次从理论上阐明了内质网释放钙信号的两种不同关闭动力学，对实验上观察到的全局长时和局域短时钙释放关闭动力学进行了清楚的阐明。（2）自从上世纪90年代以来，线粒体如何通过钙单向转运体（MCU）摄钙修饰细胞质钙信号就吸引了大量研究者的关注，成为当前钙信号研究的国际前沿热点问题。我们考虑了一个内质网与线粒体通过钙微域相互作用的Ca2+模型，揭示了内质网与线粒体之间的距离是调节细胞质钙信号的重要因素，并预测内质网与线粒体外膜之间的最优距离应为10-65 nm，并且线粒体内外膜的间距为防止胞内高钙浓度的发生提供了一种保护机制。 大脑神经网络的研究是一个历久弥新的重大科学前沿课题，（3）我们将非线性统计力学的一些概念和研究方法应用于神经网络动力学研究中，研究了振动共振效应在神经元模型里的作用。我们研究发现，钠钾离子浓度动力学能够有力地增强神经元的多重振动共振效应，能很大地提高神经元对外部阈下信号的反应能力。（4）在生物细胞分子水平上的生物工程纳米机器与生物系统通讯技术，预期在未来可以得到广泛的应用，我们讨论一些可能的生物分子通讯的结构，功能，应用，设计，工程和物理模型，也讨论了可能的纳米生物网络机制和通讯协议，为未来生物智能计算机提供了思路。 在该基金支持下，我们共发表文章21篇，其中SCI文章18篇。 2013年获国际复杂自适应物质学会（Institute for Complex Adaptive Matter）ICAM Senior Fellowship 奖。