研究方向是群体遗传学和计算基因组学，侧重于其中的理论与计算方法方面。我们发展新的统计分析方法,同时也会将这些方法应用于分析基因组大数据,来回答和进化相关的科学问题。具体而言,我们针对以下三个问题进行方法学研究:  

（１）自然选择的检测和参数推断。 

自然选择是进化的重要驱动力。我们提出了基于群体分化来检测自然选择的方法(XP-CLR , Chen et al (2010))。我们以溯组理论为基础，基于重要性取样，发展了方法IS-Age，用于推断自然选择发生的时间和强度(Chen et al 2013)；此外，我们还发展了隐性马尔可夫链模型用于鉴定多个位点的单倍型结构，并提出一个单倍型结构的群体遗传学简化模型，用于检测自然选择和进行参数推断HMM-Sweep(Chen et al 2015)。实验室目前开展的课题包括：在泊松随机场模型的框架内，开发了综合分析多个物种群体基因组数据，鉴定编码区自然选择发生位点的方法HDMKPRF；以及用于检测软性选择和趋同进化的分析方法。我们的长期目标是期望通过这些工作能对自然选择在人类以及其他物种进化中的作用机制有深入了解。  

（２）种群动态和进化历史推断。 

对群体动态的深入了解能为解析自然选择机制和研究复杂疾病遗传结构提供基础。我们基于溯祖理论构建了非稳态群体中的联合等位基因频谱的解析形式（Chen 2012; Chen (2013); Chen and Chen (2013)）。该方法可以被应用于分析多个个体基因组的数据。我们提出了基于大样本数据推断种群近期历史的TNSFS方法（Chen et al 2015）。我们目前的研究侧重于开发计算高效的群体遗传学分析方法，用来对个体基因组大数据进行分析从而推断精细的种群历史。课题包括构建大样本联合等位基因频谱的渐进近似公式等。 

（３）环境适应性与复杂表型和疾病的遗传机制研究 

课题组目前开展的课题包括：应用全基因组关联分析和精细作图等方法，对东亚现代人群的脸部特征和代谢性疾病的遗传学以及进化机制进行探索。 

1. Zhao S, Shi C, Ma L, Liu Q, Liu Y,Chen H*. 2019.AIM-SNPtag: A computationally efficient approach for developing ancestry-informative SNP panels.Forensic Science International: Genetics, 38:245-253. 

2.  Yang Z, Shi H, Ma P, Zhao S, Kong Q, Bian T, Gong C, Zhao Q, Liu Y, Qi X, Zhang X, Han Y, Liu J, Li Q,Chen H*,Su B*. 2018.Darwinian positive selection on the pleiotropic effects of KITLG explain skin pigmentation and winter temperature adaptation in Eurasians.Molecular Biology Evolution. 

3.  Chen H*, Hey J, Chen K. 2015. Inferring Very Recent Population Growth Rate from Population-Scale Sequencing Data: Using a Large-Sample Coalescent Estimator.Molecular Biology and Evolution, 32(11), 2996-3011. 

4.  Chen H*, Hey J, and Slatkin M. 2015. A hidden Markov model for investigating recent positive selection.Theoretical Population Biology, 99:18-30. 

5.  Chen H*, and Chen K. 2013. Asymptotic distributions of coalescence times and ancestral lineage numbers for populations with temporally varying size.Genetics, 194 (3): 721–736. 

6.  Chen H*,and Slatkin M. 2013. Inferring selection intensity and allele age from multi-locus haplotype structure.Genes, Genomics, Genetics, 3 (8): 1429–1442.

7.  Chen H*. 2012. The joint allele frequency spectrum of multiple populations: A coalescent theory approach.Theoretical Population Biology, 81(2):179-195. 

8.  Chen H*, Patterson N and Reich D*. 2010. Population differentiation as a test for selective sweeps.Genome Research, 20: 393-402.