Програм основних истраживања

"Акутни и хронични стрес: механизми регулације хомеостазе у акутној радиационој болести и дијабетесу" #143002, Руководилац: др Горан Познановић

"Експресија и функција глукокортикостероидног рецептора и протеина топлотног стреса у патофизиолошким стањима и стресу." #143003, Руководилац: др Гордана Матић

"Молекуларна и бихевиорална истраживања пластичности нервног система" #143004, Руководилац: др Селма Каназир

"Интеракција глије и неурона у процесу опоравка након оштећења централног нервног система" #143005, Руководилац: др Мирјана Стојиљковић

"Утицај фитоестрогена, стероидних и пептидних хормона на ћелије неуроендокриног система" #143007, Руководилац: др Милка Секулић

"Идентификација специфичних гена за терапију канцера" #143009, Руководилац: др Сабера Руждијић

"Генетичка разноврсност у природним популацијама улога Б хромозома" #143011, Руководилац: др Младен Вујошевић

"Адаптивни значај генетичког полиморфизма популација Drosophila" #143014, Руководилац: др Марко Анђелковић

"Ефекти трауматских, неуротоксичних и неуропротективних фактора на електричну активност мозга сисара. Анализа и моделирање" #143021, Руководилац: др Милка Ћулић

"Текуће воде Србије - истраживање биодиверзитета и коришћење података у типологији, изради еколошког индекса и мониторингу еколошког статуса" #143023, Руководилац: др Предраг Цакић

"Екофизиолошке карактеристике биљака и њихов потенцијал у обнављању биодиверзитета нарушених екосистема" #143025, Руководилац: др Павле Павловић

"Регулација морфогенетских процеса и секундарног метаболизма и генетичке трансформације биљака у култури in vitro" #143026, Руководилац: др Бранка Винтерхалтер

"Утицај магнетних поља као екофизиолошког фактора на различите биолошке системе и могућа примена у биомедицини" #143027, Руководилац: др Златко Пролић

"Физиолошка и фармаколошка модулација имуноинфламаторних и малигних болести" #143029, Руководилац: др Станислава Стошић Грујичић

"Светлосна и хормонална контрола растења и развића биљака, размножавање in vitro и ex situ заштита ретких и угрожених врста" #143031, Руководилац: др Драгољуб Грубишић

"Биомедицинска испитивања и развој неких нових психотропних супстанци" #143032, Руководилац: др Мирко Томић

"Физиолошки и еволуциони аспекти стресног одговора у природним и лабораторијским популацијама" #143033, Руководилац: др Јелица Лазаревић

"Улога редокс активних супстанци у процесима одржавања хомеостазе живих система" #143034, Руководилац: др Душко Благојевић

"Проучавање поремећаја хомеостазе и одређивање биомаркера оксидационог стреса код аеробних организама" #143035, Руководилац: др Зорица Саичић

"Истраживања екотоксиколошких аспеката деловања ксенобиотика и биотичких агенаса на популације мишоликих глодара" #143038, Руководилац: др Драган Катарановски

„Еволуција у хетерогеним срединама" #143040, Руководилац: др Алексеј Тарасјев

"Диверзитет водоземаца и гмизаваца Балканског полуострва" #143052, Руководилац: др Милош Калезић

„Хемијска траума мозга: биохемиске и клиничке последице" #143057Б, Руководилац: др Анкица Јеленковић

Програм истраживања у области технолошког развоја:

"Унапређење производње украсних биљака применом нових технологија" # ТР6833Б, Руководилац: др Ангелина Суботић.

Национални пројекти којима су руководиле друге институције

„Биофизичка истраживања мембранских процеса. интеракција мембранских рецептора и канала са спољашњим факторима и интрацелуларна регулација” # 143016. Носилац: Институт за мултидисциплинарне студије, Универзитет у Београду. Руководилац: др Жељко Вучинић.

„Таксономска, биохемијска и молекуларна истраживања гљива и биолошки активних супстанци” #143041. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Јелена Вукојевић.

„Истраживања диверзитета, заштите и одрживог коришћења фауне риба, као битних компоненти за развој стратегије интегралног управљања воденим ресурсима Србије” # 143045. Носилац: Институт за мултидисциплинарне студије, Универзитет у Београду. Руководилац: др Мирјана Ленхардт.

„Структурне, хемијске и молекуларне карактеристике неких биљних врста-фундаментални значај и применљивост” # 143049. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Петар Марин.

„Физиолошки, морфолошки и молекулски механизми терморегулације у адаптивним процесима измењене хомеостазе” # 143050. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Гордана Цвијић.

„Биофизичко неуропрофилирање на експерименталним моделима оштећења и опоравка централног нервног система” # 143054. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Павле Анђус.

„Цитотоксични, цитопротективни и имуномодулаторни ефекти наночестица” #145073. Носилац: Медицински факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Владимир Трајковић.

„Геолошка и екотоксиколошка истраживања у идентификацији геопатогених зона токсичних елемената и природне радиоактивности у акумулацијама воде за пиће у Републици Србији” #146021. Носилац: Институт за хемију, технологију и металургију, Универзитет у Београду. Руководилац: др Милка Видовић.

„Интеракције природних производа и њихових аналога са протеинима и нуклеинским киселинама” #142026. Носилац: Хемијски факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Душан Сладић.

„Регулаторни пептиди у интегративним процесима нервног и ендокриног система” #145003. Носилац: Медицински факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Весна Старчевић.

Програм основних истраживања

"Еколошко-генетичке студије варијабилности популација Drosophila" #1527, Руководилац: др Марко Анђелковић

"Индикатори нарушености структуре и метаболичких функција у терестричним екосистемима" #1565, Руководилац: др Бранко Караџић

"Адаптације у природним и лабораторијским популацијама" #1570, Руководилац: др Бранка Туцић

"Физиолошки, цитолошки и биохемијски аспект ин витро регенерације реликтних, ендемичних и угрожениг биљних врста" #1573, Руководилац: др Љиљана Радојевић

"Пластичност раста и физиолошка пластичност у одговору на средински стрес код фитофагних шумских инсеката" #1615, Руководилац: др Јелица Лазаревић

"Интегративна истраживања водоземаца и гмизаваца централног Балкана" #1623, Руководилац: др Милош Калезић

"Лимнолошка испитивања Дунава и Ђердапске акумулација (1171-943 км)" #1628, Руководилац: др Весна Мартиновић-Витановић

"Ефекти магнетних поља и неуроактивних супстанци као модулатора активности централног нервног система" #1636, Руководилац: др Златко Пролић

"Пластичност мозга: експресија неуроналних гена у физиолошким и патолошким стањима" #1641, Руководилац: др Селма Каназир

"Неурохемијски и неурофизиолошки механизми оштећења и опоравка централног нервног система" #1647, Руководилац: др Мирјана Стојиљковић

"Модулација функције глукокортикоидног рецептора у току ћелијског одговора на стрес" #1654, Руководилац: др Гордана Матић

"Модулација ексцитабилности мембране и ритмови биоелектричне активности неурона бескичмењака и кичмењака. Анализа и моделирање" #1660, Руководилац: др Милка Ћулић

"Системски одговор на промењен редокс статус" #1669, Руководилац: др Михајло Спасић

"Генетички полиморфизам у природним популацијама сисара порекло, одржавање и ефекти Б хромозома" #1693, Руководилац: др Младен Вујошевић

"Светлосна и хормонална контрола растења и развића биљака" #1696, Руководилац: др Драгољуб Грубишић

"Карактеризација потенцијалног психотрпног дејства неких новосинтетисаних и природних неуроактивних супстанци" #1704, Руководилац: др Мирко Томић

"Морфофункционална испитивања ефеката хормона на неуроендокрини систем током животног циклуса" #1710, Руководилац: др Милка Секулић

"Генетички модификоване и ин витро гајене биљке модификација морфогенезе, секундарног метаболизма и економски значајних особина" #1716, Руководилац: др Бранка Винтерхалтер

"Молекуларни механизми регулације транскрипције гена за акутно-фазне протеине" #1722, Руководилац: др Горан Познановић

"Еволуција у хетерогеним срединама" #1725, Руководилац: др Јелка Црнобрња-Исаиловић

"Ћелијска и молекулска основа модулације имунских поремећаја" #1664, Руководилац: др Станислава Стошић-Грујичић

"Биодиверзитет и очување генофонда дрвећа у Србији" #1932, Руководилац: др Срђан Бојовић

Национални пројекти којима су руководиле друге институције

„Развој високопродуктивне аквакултуре и њене примене у заштити и унапређењу рибљих ресурса” #1354. Носилац: Центар за мултидисциплинарне студије, Универзитет у Београду. Рруководилац: др Мирослав Никчевић.

„Диверзитет и физиологија гљива и антимикробна активност секундарних метаболита биљака и гљива” #1511. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Јелена Вукојевић.

„Инвентаризација, мониторинг и вредновање компоненти фауне у интегралној заштити биодиверзитета” #1525. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Ивица Радовић.

„Вегетативно и генеративно размножавање ин витро угрожених биљних врста, у циљу ex situ заштите и продукције секундарних метаболита” #1530. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Радомир Коњевић.

„Неуроендокрина контрола ензимских система и редокс регулација у условима измењене хомеостазе” #1550. Носилац: Биолошки факултет, Универзитет у Београду. Руководилац: др Вукосава Давидовић.

„Хемијске и биохемијске консеквенце метал-лиганд интеракција” #1569. Носилац: Институт за хемију, технологију и металургију, Универзитет у Београду. Руководилац: др Светозар Никетић.

„Стероидогени и антиоксидативни ензими као индикатори хемијских стресора из околине” #1766. Носилац: Природно-математички факултет, Универзите у Новом Саду. Руководилац: др Радмила Ковачевић.

„Мембране и апопласт. улога у спољашњем и оксидативном стресу и биохемијској регулацији редокс процеса симпласта” #1934. Носилац: Центар за мултидисциплинарне студије, Универзитет у Београду. Руководилац: др Жељко Вучинић.

„Генско тестирање у пракси” #2019. Носилац: Институт за нуклеарне науке „Винча”, Универзитет у Београду. Руководилац: др Богомир Димитријевић.

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:

Истраживања на овом пројекту усмерена су на изучавање ћелијских и молекулских механизама неуроинфламације са намером да се идентификују потенцијални циљни молекули и сигнални путеви. Наш циљ је да се пронађу адекватни терапијски приступи који би допринели санацији неуроинфламације и подстакли регенерацију након оштећења централног нервног система (ЦНС). Тестира се ефикасност неколико потенцијалних терапијских третмана: пуринским нуклеозидним аналозима рибавирином и тиазофурином, хипербаричним кисеоником, Б витаминима (Б1, Б2, Б3, Б6, Б12) у сузбијању штетних и потенцирању корисних инфламаторних механизама. Имајући у виду кључну улогу екстрацелуларних пуринских нуклеотида и нуклеозида у контроли неуродегенеративних процеса и инфламације посебно тежиште је стављено на испитивање регулације њиховог метаболизма и улоге ектонуклеотидаза у тим процесима.

Наша истраживања су усмерена на изучавање канцера плућа, дојке, штитњаче и тумора мозга. Експериментална истраживања обухватају идентификацију промена у структури гена, нивоу њихове експресије и промена у функцији протеина, које би се могле користити као молекуларни маркери за предвиђање прогресије тумора, одговора на терапију и исхода болести. Свеобухватном анализом кључних молекула PI3K/Akt/mTOR сигналног пута у постоперативном материјалу различитих типова тумора, као и упоредном анализом комплетног генома пореклом из туморског и нормалног ткива методом ДНК профилисања, успели смо да идентификујемо промене на ДНК које су последица процеса канцерогенезе и да дефинишемо нове кандидат гене одговорне за прогресију наведених типова тумора и резистенцију на терапију.

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.

Пројекат се односи на развој савремених биотехнолошких метода у производњи украсних биљака. Поред класичних истраживања која се односе на проучавање морфогенезе ин витро, радиће се трансформација Агробацтериум векторима у циљу добијања биљака са побољшаним особинама, а посебна пажња ће бити посвећена развоју метода криобиологије. Проучаваће се нутритивни, хормонални, светлосни и температурни фактори морфогенезе in vitro, у циљу ефикасније регенерације.

Стрес изазван високим температурама (енг. heat stress - HS) сматра се једним од најважнијих фактора који ограничавају принос културних биљака. Као резултат глобалног загревања у наредних 30 година предвиђа се пад приноса кромпира од 10-26% за регион југоисточне Европе, укључујући Србију, који би се могао свести на 5-11% коришћењем HS-толерантних сорти. Истраживања у оквиру предложеног пројекта подразумевају развој и примену протеинских маркера који би омогућили ефикасан и брз одабир сорти кромпира према отпорности на HS. Наш пројекат у ту сврху предлаже коришћење протеина стреса повезаних са HS толеранцијом биљака и температурно-нестабилних протеина који условљавају осетљивост биљака према високим температурама. Резултати квантитативне анализе предложених протеинских маркера ће бити корелисани са морфометријским параметрима и параметрима приноса за сваки од испитиваних сорти коришћењем одабраних статистичких метода. Наша очекивања су да предложени пројект омогућити развој биотехнолошког поступка за скрининг већег броја генотипова према отпорности на HS и указати на HS толерантне сорте кромпира које би биле погодне за гајење у Србији у измењеним климатским условима.

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.

Сазревање сперматозоида до степена потентних, фертилно способних ћелија, сама фертилизација и развој ембриона in vivo и током in vitro фертилизације (ИВФ) су редокс сензитивни процеси. Реактивне врсте кисеоника и азота (енгл. reactive oxygen и nitrogen species, ROS и RNS), супероксид ањон радикал (O2•─) и азот оксид (NO), имају важну регулаторну улогу на нивоу свих ступњева фертилизације, иницијатори су капацитације и ефектори фертилизације.

Системи који продукују O 2•─ и •NO специфични су у репродуктивним ћелијама, њихова регулација такође. Без O2•─ и •NO нема новог живота, али се о механизмима редокс регулације током фертилизације недовољно зна.

Предмет изучавања овог пројекта су редокс зависни регулаторни механизми током хумане ИВФ. То укључује продукујуће системе за O 2•─ и •NO, место и количину њихове продукције, O2•─ и •NO зависне сигналне путеве током сазревања сперматозоида и развоја раног ембриона. Ови аспекти ће се изучавати у сперматозоидима са различитим патологијама (олигоспермија, тератоспермија..), уз тестирање могућег побољшања њиховог капацитивног и фертилизационог потенцијала специфичним природним и синтетским модулаторима O2•─ и •NO продукције. Код фрагментисаних преимплантационих ембриона фокус ће бити усмерен на степен фрагментације и специфичности бластомера и фрагмената.

Хетерогеност абиотичке и биотичке животне средине утиче на варијабилност (на молекуларном, цитолошком и морфолошком нивоу као и варијабилност карактеристика животне историје и понашања), популациону структуру и еволуционе процесе (генетичку специјализацију, фенотипску пластичност, процес специјације) код различитих група организама (кичмењаци, бескичмењаци, биљке), делујући на стање биодиверзитета и распрострањење самосвојних, а посебно интродукованих и инвазивних врста. Истраживања се првенствено врше на природним популацијама у природним стаништима, на организмима и популацијама у нативним и антропогеним стаништима и на узорцима из природних популација гајеним у експерименталним условима. Добијени резултати се пореде на: различитим нивоима организације (нпр. молекуларни и морфолошки) код популација истих врста; популацијама исте врсте из различитих средина; сродним а еколошким различитим врстама; различитим таксонима са истог географског подручја; егзотичним врстама, посебно онима са већ познатом историјом инвазивности у другим подручјима. Добијени резултати омогућиће процену адекватности појединих индикатора степена нарушености животне средине и биће укључени у филогеографске анализе и инструменте оцене статуса екосистема у региону и Европи.

Водоземци и гмизавци, групе са ограниченом способношћу миграције, везане за станишта и, услед тога, посебно осетљиве на промене животне средине, чест су објект истраживања еволуционе и конзервационе биологије. То се посебно односи на водоземце и гмизавце Балканског полуострва, које представља сложен рефугијални центар, са великим бројем таксона и високом ендемичношћу, који су резултат високе стопе алопатричких и парапатричких специјација и великог броја хибридних зона. У оквиру овог пројекта предвиђена су интегративна истраживања, у лабораторији и у природним популацијама, на групама које имају одлике модел-организама. У области еволуционе биологије, основни правци истраживања би обухватили: (1) анализе промена величине и облика сложених морфолошких целина током онтогеније и током еволуционе историје група, (2) истраживања еволуције животних историја, (3) студије филогеографске структуре различитих еволуционих линија, врста и комплекса врста, (4) анализе утицаја екогеографских фактора на распрострањење таксона, филогеографских линија и хибридних зона. У области конзервационе биологије, истраживања би ишла у правцу одређивања еволуционо и конзервационо значајних јединица, као и студија популационе екологије, чиме би се дошло до података релевантних за поставке стратегија очувања аутохтоних природних популација и врста.

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 пројекта је испитивање ефеката агенаса из животне средине на важан физиолошки хомеостатски систем, имунски систем, код мишоликих глодара. Ћелијски и молекулски механизми имуномодулаторног потенцијала два ксенобиотика (кадмијума, широко распрострањеног загађивача спољашње средине, иантикоагуланта варфарина, који се користи за контролу бројности глодара) се испитују на лабораторијским сојевима сивог пацова (Rattus norvegicus). Утицај ових ксенобиотика на имунски систем се испитује анализом њиховог ефекта на базалне имунске функције као и у условима индукције имунског одговора. Посебан аспект представља испитивање ефекта ових ксенобиотика на резистенцију организма на опортунистичке инфекције, као што је инфекција гљивом Aspergillus fumigatus. Јединке сивог пацова из природних популација, због присуства великог броја паразита и различитих микробних инфекција, се сматрају природним имунобиолошким моделом корисним за испитивање одбрамбених механизама у условима вишеструке инфекције. Анализа основних параметара имунске функције, као и оштећења периферних ткива посредованих имунским ефекторским механизмима код јединки сивог пацова из природних популација и поређење са истим активностима код јединки неколико лабораторијских сојева пацова, даје увид у ефекат спољашње средине на имунски систем.

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.

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).

Експериментални аутоимунски енцефаломијелитис (ЕАЕ) у Dark Agouti (ДА) пацовима је један од модела мултипле склерозе, инфламаторне, аутоимунске болести централног нервног система током које долази до демијелинизације нервних влакана и неуродегенерације што за последицу има испољавање неуролошких дефицита. Мултипла склероза се у највећем броју пацијената испољава као релапсно-ремитентна, где током времена долази до смењивања фаза неуролошких испада и опоравка, а код значајног удела пацијената болест има и хронични прогресивни ток. За разлику од тога, ЕАЕ у ДА пацова је, приликом адекватног имунизационог протокола индукције, акутна и монофазна болест у којој пацови пролазе кроз јасно дефинисане фазе индукције, развоја, врхунца болести и потпуног опоравка. ДА пацови су након опоравка изузетно отпорни на поновне покушаје индукције ЕАЕ. Циљ овог пројекта је да се дефинишу ћелијске популације и молекулски механизми одговорни за опоравак и отпорност ДА пацова. Оваква сазнања би могла да се искористе у циљу редизајнирања постојећих и успостављања нових терапија за пацијенте оболеле од мултипле склерозе.

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.

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.

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.

Лабораторија проф. др Гордане Матић окупља групу младих научника који су посвећени изучавању неуроендокриних и нутриционистичких аспеката развоја метаболичког синдрома који постаје један од водећих здравствених проблема савременог доба. Наши научни напори су, пре свега, усмерени на разумевање молекуларних механизама деловања глукокортикоидних хормона у патогенези метаболичког синдрома, с обзиром да су ови хормони важни регулатори енергетске хомеостазе, метаболичке инфламације, као и сигналних путева инсулина и лептина. У наредне три године испитивања улоге стреса и исхране богате фруктозом у развоју метаболичког синдрома биће остварена у сарадњи са групом проф. др Luc Tapy-ја из Швајцарске уоквиру билатералног SCOPES пројекта под називом: Interactions between stress and dietary fructose in the development of the metabolic syndrome: role of glucocorticoids.