课题组负责人：赵磊 （副教授）、宓东（教授）

1. 空间辐射风险评估理论与应用研究

空间辐射是长期载人航天飞行中导致生物体损伤，威胁航天员健康的主要因素之一。而空间辐射风险评估是载人航天工程中航天员辐射风险预警和防护中的重要问题。本课题组针对目前引起空间辐射风险评估不确定性的关键问题展开理论与应用研究，从空间辐射环境特点和生物学效应发生机制的角度，分别建立了相应的辐射生物物理模型，并应用该模型评价航天员的空间辐射风险。主要研究内容包括以下几个方面：

（1） 空间辐射损伤评估模型及其应用研究

（2） 低剂量辐射诱导超敏感性模型及其应用研究

（3） 基于动力学过程的辐射诱导细胞转化与癌症风险的研究

（4） 空间辐射与微重力的协同效应生物学效应及其对空间辐射风险影响研究

2. 空间辐射生物标志物筛选与生物剂量计研究

3. 辐射敏感性筛选及其分子机制研究

4. 空间环境对秀丽隐杆线虫的生物学效应及其机制研究

5. 空间生物学数据库及数据挖掘研究

空间辐射生物效应的多样性，损伤机制的复杂性，以及存在与微重力等空间环境的复合作用等，使得目前对于空间辐射生物学效应机制没有足够的认识。本课题组针对空间生物学的研究需求，开发空间生物学数据库，开展相应的数据挖掘等研究工作，为分析和挖掘空间生物学效应机制提供研究手段与可视化的工具。主要研究内容包括以下几个方面：

（1） 空间辐射仿真与风险评估系统的研发

（2） 空间生物学数据管理系统的研发

（3） 空间生物学数据挖掘算法及其应用研究

（4） 早期空间辐射损伤评估与预警技术

6. 模拟微重力生物学效应的回转器装置转速设置研究

相对于地球重力环境，微重力环境会引起人体产生一系列的生理和病理变化（包括免疫功能抑制、骨流失和肌萎缩），从而影响航天员的健康；此外，微重力环境还能引起动植物产生一系列的生物学效应。微重力生物学效应及其机制研究一直是空间生命科学领域关注的另一个重要问题。然而，空间飞行实验十分昂贵、搭载机会难得、搭载样品十分有限、而且很难重复。因此，基于回转器模拟微重力生物学效应成为该问题的重要手段。本课题组针对这一问题，基于物理学原理，主要开展通过分析受试样品在模拟微重力效应装置的受力和运动情况,确定满足模拟微重力的生物学效应所需的转速范围；基于装置结构建立模型,确定重力矢量在不同坐标轴上的分量与时间的关系。通过理论与实验结果相比较，得到模拟微重力效应所需的最小运行时间，并对理论转速设置范围进行优化。主要研究内容包括以下几个方面：

（1）单轴回转器和随机定位仪等转速设置的理论模型研究

（2）随机角速度和运行时间的关系研究

（3）基于仿真平台的模拟微重力生物学效应的最大角速度范围研究

（4）基于动植物模式生物进行理论与实验的对比研究

7. 生态风险评价理论与应用研究

本课题主要开展重金属、有机氯农药等污染物的生态风险评价，及环境微生物、海洋浮游生物等的多样性等理论与应用研究。建立生态风险评价方法（如物种敏感性分布法、蒙特卡罗模拟等）评价污染物生态风险，进行微生物群落结构与污染物生态风的关联研究，筛选潜在环境敏感性生物标志物。主要研究内容包括以下几个方面：

（1） 基于SSD进行有机氯农药的生态风险评价研究

（2） 基于MonteCarlo算法进行重金属生态风险评价研究

8. 环境生态学数据库及风险评价系统的开发

本课题针对环境生态学领域的生态风险评价需求，开发可以环境生态学数据库及其操作系统，以及开发用于生态风险评价和环境生态学数据挖掘的可视化分析系统和数据挖掘系统，为科研工作者提供生物信息学分析网络化和可视化的操作平台。主要研究内容包括以下几个方面：

（1） 环境生态学数据库及其操作系统的设计与实现

（2） 基于C#平台的可视化生态风险评价系统的设计与实现

（3） 基于C#和R混合编程平台的可视化环境生态学数据挖掘系统的设计与实现

目前的成员：

何欣叶 硕士生（2017级）

陈鑫鹏 硕士生（2017级）

尚钰轩 硕士生（2018级）

田佳欢 硕士生（2019级）

包成彧 硕士生（2019级）

已经毕业的学生：

郭继生 硕士生（2007级）

孟文茜 硕士生（2009级）

陈曦 硕士生（2009级）

张健 硕士生（2010级）

陈逸夫 硕士生（2012级）

胡北 硕士生（2013级）

王君君 硕士生（2014级）

郭祎祎 硕士生（2015级）

武迪 硕士生（2015级）

袁爽 硕士生（2016级）