Индустријско-технолошки напредак је праћен све већом учесталошћу магнетних поља различитих карактеристика у средини у којој живимо и радимо. У оквиру потпројекта "Неурофизиолошки и бихејвиорални одговори различитих врста на спољашња магнетна поља" (руководилац др Бранка Петковић) испитују се ефекти магнетних поља, посебно на нивоу неуроендокриног система, код инсеката (Drosophila sp., Musca domestica, Tenebrio molitor, Baculum extradentatum, Morimus funereus), пужа (Helix pomatia) и сисара (Rattus sp., Meriones unguiculatus). Предвиђена су електрофизиолошка истраживања in vitro и in vivo, хистолошке и биохемијске анализе (параметри оксидативног стреса, концентрација нуклеотида, метаболизам гасова, активност ензима и рецептора), праћење развића и понашања код изабраних модел система. Ови резултати доприносе разумевању механизама магнеторецепције код еволутивно удаљених врста и разјашњењу да ли је биолошки одговор у присуству магнетних поља као екофизиолошког фактора јединствен или специфичан за врсту.

Макроаутофагија (у даљем тексту аутофагија) је процес разградње унутарћелијских протеина у аутофаголизозомима који омогућава уклањање оштећених протеина, очување енергије и преживљавање у неповољним условима, односно доводи до смрти ћелије у случају неадекватне или претеране активације. Основни циљ пројекта је испитивање улоге аутофагије у регулацији терапијом индуковане смрти туморских ћелија. Присуство аутофагије и молекуларни механизми одговорни за њену индукцију се испитују у туморским ћелијама третираним различитим конвенционалним (нпр. цисплатин, таксол, цитарабин, идарубицин) или експерименталним антитуморским агенсима (нпр. метформин, статини, индометацин, азот моноксид, наночестице).

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.

Пластични потенцијал мозга омогућава мозгу константно прилагођавање захтевима средине. Капацитет за пластичне промене је нарочито изражен у развићу, а компромитован у старости. Циљ наших истраживања је да се испита потенцијал мозга за пластичне промене у различитим животним добима под утицајем генералног анестетика (Пропофол) и разлицитих дијетарних резима. У оквиру пројекта истраживања се одвијају кроз два потпројекта:

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.

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.

Балканско полуострво представља један од главних центара биодиверзитета у Европи и одликује се великим бројем ендемичних родова и врста биљака. Постоји потреба за развијањем нових и унапређењем постојећих метода заштите ретких и угрожених биљних врста са овог подручја и за интензивирањем истраживања која би омогућила рационално управљање биљним ресурсима, њихово планско и контролисано искоришћавање, као и очување природних станишта. Као решење дела овог проблема, пројекат предлаже стварање ex situ стратегија заштите за одабране ретке и/или угрожене биљне врсте. Истраживања у оквиру пројекта подразумевају утврђивање генетичког диверзитета у постојећим популацијама биљних врста анализом молекуларних и фитохемијских маркера, као и успостављање и одржавање колекција гермплазме (семена и/или in vitro култура), у којима је одржана генетичка варијабилност ових врста.

Посебну област истраживања представља проучавање регулације заштите од оксидационих оштећења аеробних организама у условима поремећене хомеостазе. У оквиру ових проучавања могу се издвојити три тематске целине:

1) Биомониторинг акватичних организама. Молекуларно физиолошки биомониторинг који се заснива на активности ензима антиоксидационог заштитног система као биохемијских биомаркера: супероксид-дисмутазе, каталазе, глутатион-пероксидазе, глутатион-редуктазе, глутатион-С-трансферазе, концентрације витамина Е, витамина Ц, глутатиона код аеробних организама је показао предност у односу на класичне методе еколошког и токсиколошког биомониторинг.

2) Токсикологија. Испитиваће се ефекти акутног и хроничног третмана прооксиданта кадмијума и цисплатина и протективна улога антиоксиданата: коензима Q10, витамина Ц и Е, селена и маслиновог уља на промене биохемијских биомаркера оксидационог стреса у крви и ткивима истар пацова.

3) Биомаркери и патофизиолошка стања. Проучаваће се ефекти естрадиола и његова улога у прееклампсији, процена оксидационих оштећења и антиоксидационог капацитета здравих ткива у одговору на терапијске дозе зрачења у терапији карцинома дојке, као и патогенеза гастроинтестиналних обољења.

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.

Редокс регулација је фундаметални принцип контроле ћелијских процеса. Чврсто је спрегнута са енергетским метаболизмом. То захтева оркестрирану акцију од нивоа унутарћелијских органела до ткива и органа: бело и мрко масно ткиво, јетра, мишићи, панкреас, мозак. Редокс регулација енергетског метаболизма укључена је у одржање хомеостазе физиолошких стања која се карактеришу повећаним захтевима за енергијом: аклимација на ниску температуру, хибернација, као и бројних патолошких стања: дијабетес, гојазност, метаболички синдром.

У овом пројекту, у наведеним физиолошким и патофизиолошким стањима, са посебним акцентом на бело и мрко масно ткиво, испитиваће се одговор адипоцита на структурном, метаболичком и ендокрином нивоу у специфичним анималним моделима и хуманим студијама. Истраживања ће бити усмерена ка есенцијалним ћелијским процесима: пролиферацији и диференцијацији адипоцита, ћелијској смрти, митохондриогенези, оксидативној фосфорилацији и термогенези. Интеграција метаболичке контроле између адипозних ткива и неадипозних органа/ткива и одговор у њима, проучаваће се са фокусом на адипоцитокине и њихово аутокрино/паракрино и деловање као хормона.