Популације жутогрлог миша, Apodemus flavicollis, карактерише присуство јединки са Б хромозомима у готово свим популацијама широм ареала врсте. Фреквенце Б хромозома често су стабилне из године у годину, али њихов допринос генетичкој и фенетичкој структури популација и њихово одржавање у одсуству механизма акумулације је генерално слабо познато. У текућем пројекту генетичко-фенетичка структура популација биће анализирана преко молекуларних маркера и геометријском анализом облика лобање у еколошки различитим стаништима и мапирана у односу на демографске и карактеристике животне историје, преваленцу паразита и фреквенцу Б хромозома. Очекујемо да добијени подаци, уз анализу трансмисије Б хромозома у кавезима постављеним у природним условима, омогуће оцену доприноса овог хромозомског полиморфизма генетичкој разноврсности и адаптибилности у различитим срединама, као и разумевању механизама одржавања Б хромозома у популацијама.

У савременој биологији користе се два алтернативна експериментална приступа за решавање основних питања о еволуцији живог света лабораторијска еволуција и студије у природи.

ЛАБОРАТОРИЈСКА ЕВОЛУЦИЈА - Експериментална стратегија лабораторијске еволуције базира се на истраживањима популација кроз генерације у дефинисаним и строго контролисаним условима. С циљем истраживања праваца еволуције различитих животних стратегија формирана су четири типа лабораторијских популација пасуљевог жишка, Acanthoscelides obtectus, у оквиру којих су, током више од 200 генерација, развијене по четири популације. Прва два типа популација налазе се под режимом селекције зависне од густине, односно, селектују се на високој () и ниској (р) густини ларви, док су друга два типа популација селектована за рану () или касну (Л) репродукцију (тзв. узрасно-специфична селекција). Коришћењем ових популација будућа истраживања базираће се на расветљавању следећих научних проблема:1. Еволуционе промене настале у режиму селекције зависне од густине, као и узрасно-специфичне селекције, 2. Квантитативно-генетичка основа компоненти адаптивне вредности које се налазе под деловањем два наведена типа селекције, 3. волуција старења и касних фаза адултног живота и 4. волуција механизама пре- и пост-зиготске репродуктивне изолације између различитих лабораторијских популација.

Циљ истраживања је испитати утицај одабраних биљних естраката, фитоестрогена (генистеин, даидзеин), стероидних (естрадиол, прогестерон, тестостерон, дексаметазон) и пептидних хормона (соматостатин, калцитонин, грелин) на неуроендокрини систем и минералну хомеостазу пацова. Алтернатива хормонске супституционе терапије у виду биљних и других додатака исхрани интензивно се рекламирају за одржавање хормонске равнотеже, превенцију кардиоваскуларних проблема, атеросклерозе и остеопорозе у оба пола. Процена деловања ових супстанци на: (I) хипоталамо-хипофизно -адренални, -соматотропни, тироидни и гонадални систем; (II) неуроендокрине Ц-ћелије, кости, параштитасте жлезде и бубреге и (III) ћелијску механику, значајна је за евалуацију њихових жељених ефеката у односу на ризике при употреби у терапији канцера, кардиоваскуларних и других болести. Истраживања се спроводе на пацовима различите старости (млади, средње стари и стари пацови) и пола, а од посебног значаја су анимални модели андропаузе и менопаузе. Испитивања ћелијске механике обављају се у in vitro условима, на моделима еритроцита и ћелија канцера простате. Глукокортикоиди се у медицинској пракси користе у трудноћама са ризиком од превременог порођаја, како би се смањио неонатални морталитет и морбидитет. Међутим, овај третман убрзавајући матурационе процесе, доводи до трајних промена физиолошких система. Стога, краткорочни корисни ефекти пренаталне глукокортикоидне терапије су у исто време ти који повећавају дугорочне ризике метаболичких и ендокриних дисрегулација, укључујући одговор на стрес, раст и репродукцију. Ефекти пренаталног излагања глукокортикоидима испитује се на пацовима од феталног до адултног период живота.

Балканско полуострво на коме је и простор Србије припада једном од центара диверзитета дендрофлоре (IUCN) у коме се развијају и шуме реликтних, ендемичних, економски важних (или потенцијално важних) и угрожених шумских врста, непоновљивих у времену и простору. Посебно богате резервоаре и ризнице генофонда представљају клисуре, кањонске долине и планински масиви Србије. Управо ови рефугијуми су омогућили очување и репродукцију богате и разноврсне флоре, посебно терцијерних реликата и ендемореликата и представљају праве музеје in vivo од посебног значаја за науку. Такође од посебног значаја јесте и диверзитет малих локалних популација, као и оних на ивицама шумских појаса, на најосетљивијим деловима екосистема. Популације које насељавају ове просторе су прави истраживачки изазови јер су њихова генетичка структура, хемијски састав, морфофизиолошка својства и репродуктивни потенцијал још увек мало познати или непознати. Пројекат полази од претпоставке да шумска аутохтона флора и вегетација нашег дела Балканског полуострва садржи популације које својим присуством, специфичном генетичком структуром, хемијским саставом, морфофизиолошким и репродуктивним својствима откривају историју вегетације и доприносе бољем разумевању адаптивног потенцијала биљака да опстану у неповољним условима животне средине.

Модулација имунског одговора и ћелијске смрти је кључна стратегија у терапији канцера и инфламаторних болести попут мултипле склепозе, дијабетеса типа 1 или 2. У циљу превенције и/или усмерене модулације ових поремећаја неопходно је разумевање основних молекуларних механизама њихове контроле, што је и циљ овог пројекта. Стога се испитује улога и начин деловања биолошки активних молекула микросредине (цитокина, реактивних врста кисеоника и азота, хормона) и генетских фактора у регулацији пролиферације, диференцијације, функције и умирања имунских и ћелија циљних ткива у физиолошким и патолошким условима. Да би се утврдили основни контролни механизми инфламације, имунског одговора на (ауто)антигене и резистенције на анти-туморски имунски одговор, улога релевантних интерцелуларних медијатора и интрацелуларних сигналних путева, користе се анимални модели хуманих болести на мишевима и пацовима високосродних и/или генетички модификованих сојева, и примарне и трансформисане ћелијске популације различитог порекла. Поред овога, испитују се цитотоксична, цитопротективна и имуномодулаторна својства различитих фармаколошких агенаса или природних продуката биљног и животињског порекла, као и интра- и интерцелуларни механизми одговорни за њихове биолошке ефекте, што би у перспективи могло донети добробит пацијентима оболелим од ових болести.

Најновија истраживања показују да су се еволутивно развили различити, недовољно истражени механизми којима реактивне врсте кисеоника (reactive oxygen species, енг: ROS скр.) осим изазивања оксидативних оштећења ћелија, делују и као оксидационо/редукциони прекидачи у процесима редокс сигналинга при одржавању хомеостезе. Количина ROS је одређена балансом стопе стварања и активношћу антиоксидативног система и у динамичкој је интеракцији са метаболичким путевима регулације хомеостазе. Стога је циљ овог пројекта да се ближе испитају механизми редокс сигналинга посредовани са ROS и одреди њихов значај и повезаност са другим регулационим путевима у процесима одржавања хомеостазе, адаптацији и извесним патолошким стањима. Планирана истраживања би се вршила на добро стандардизованим модел системима досад већ примењиваним од стране истраживача овог пројекта (холометаболни инсекти, изоловани органи, крв људи). Употребом биохемијских, молекуларно-биолошких и фармаколошких техника идентификовале би се доминантне ROS, одредио статус антиоксидативне одбране, и њихов утицај на функционално стање ћелијских рецептора и експресију гена везаних за процесе метаболичке адаптације. На основу ових истраживања добили би се подаци који би се могли користити за анализу различитих патолошких стања, с тим да би се на овом пројекту усредсредили на шизофренију и канцер за које је радовима истраживача овог пројекта показано да у патологији имају редокс поремећај са дисбалансом ROS.

Пројекат обухвата следеће истраживачке задатке којима је заједничко коришћење техника гајења in vitro:

Морфогенеза in vitro: Истраживања регенерације и мултипликације изданака, ризогенезе, соматске ембриогенезе и андрогенезе врше се на Allium schoenoprassum, Frittilaria meleagris, Iris reichenbachii, Arabidopsis thaliana, Pinus peuce, Pinus heldreichii и гајеним врстама: пшеници, жутом звездану и купусима. Успостављају се протоколи за прецизно раздвајање и дефинисање различитих путева органогенезе и заокружују хистолошким и цитолошким анализама. Истражује се ефекат GA3 на регенеративни капацитет спанаћа и гранање жутог звездана. Светлосна и скенинг електронска микроскопија и in situ хибридизација се користе за проучавање интеракције GA3 са осталим хормонима и праћење експресије транскрипата гена за GA 20 оксидазу, KNOX/STM гена и LAS ортолога. На листовима дувана истражује се сенесценција и апоптоза.

На антропогено деградираним стаништима биљке су често лимитиране мултипним факторима стреса који делују истовремено и угрожавају функционисање биљака и исцрпљују њихов адаптивани потенцијал.

Наша истраживања су базирана на проучавању физиолошко-биохемијских и морфолошких одговора биљака на ефекте мултипних стресора који одређују њихов адаптивни капацитет да опстану и/или развију толеранцију на стрес на таквим стаништима. Превиђена истраживања обавићемо у два типа таквих станишта: депоније пепела термоелектрана „Никола Тесла-А" у Обреновцу (иницијално биолошки празни простори оптерећени полутантима) и урбане зоне у Београду (деградирани простори оптерећени полутантима).

Diabetes mellitus је комплексан метаболички поремећај који се манифестује у два основна облика, дијабетес тип 1 (ДТ1) и много чешћи облик, дијабетес тип 2 (ДТ2). Иако оба типа дијабетеса имају различите етиологије, оба карактерише хипергликемија због поремећене хомеостазе глукозе. Хипергликемија је последица недовољне концентрације инсулина у крви, што је случај у ДТ1, или неосетљивости циљних ћелија на деловање инсулина у ДТ2. У основи ДТ1 је аутоимуно обољење кога карактерише потпуни губитак β ћелија панкреаса које производе инсулин. Нестанак β ћелија у ДТ1 одвија се релативно брзо у поређењу са смањењем броја функционалних β ћелија у ДТ2 кога карактерише прогресиван губитак функционалности ћелија и потепено смањење њиховог броја. Разјашњење молекуларних механизама који регулишу функционалност ћелија и патолошке молекуларне процесе у дијабетесу, лежи у основи парадигме за терапију дијабетеса која предвиђа примену стратегија усмерених на побољшање функционалности и вијабилности β ћелија супресијом цитотоксичних сигналних путева и спречавањем активације процеса ћелијске смрти. Истраживања Одељења за молекуларну биологију фокусирана су на β ћелије, као и на хепатоците и кардиомиоците у контексту дијабетичних компликација. Експериментални системи које користимо су in vivo модел стрептозотоцином (СТЗ)-индукованог дијабетеса код лабораторијских пацова и in vitro модели базирани на различитим културама ћелијских линија.

Предмет истраживања овог пројекта је неуробиологија спавања и дисања у току спавања у пацовским моделима старења и неуропатологије најчешћих неуродегенеративних болести старења (Алцхајмерова болест (АБ), Паркинсонова болест (ПБ), разни типови деменција), са циљем расветљавања и бољег разумевања механизама нормалног и поремећеног спавања, посебно поремећаја дисања у току спавања као што је апнеја.

Страна 1 од 3

Адреса

Булевар деспота Стефана 142
11060 Београд
Србија

Контакт

Телефон: +381 11 20 78 300
Факс: +381 11 27 61 433
Е-маил: ibiss@ibiss.bg.ac.rs

futer excellent