Program osnovnih istraživanja

"Akutni i hronični stres: mehanizmi regulacije homeostaze u akutnoj radiacionoj bolesti i dijabetesu" #143002, Rukovodilac: dr Goran Poznanović

"Ekspresija i funkcija glukokortikosteroidnog receptora i proteina toplotnog stresa u patofiziološkim stanjima i stresu." #143003, Rukovodilac: dr Gordana Matić

"Molekularna i bihevioralna istraživanja plastičnosti nervnog sistema" #143004, Rukovodilac: dr Selma Kanazir

"Interakcija glije i neurona u procesu oporavka nakon oštećenja centralnog nervnog sistema" #143005, Rukovodilac: dr Mirjana Stojiljković

"Uticaj fitoestrogena, steroidnih i peptidnih hormona na ćelije neuroendokrinog sistema" #143007, Rukovodilac: dr Milka Sekulić

"Identifikacija specifičnih gena za terapiju kancera" #143009, Rukovodilac: dr Sabera Ruždijić

"Genetička raznovrsnost u prirodnim populacijama – uloga B hromozoma" #143011, Rukovodilac: dr Mladen Vujošević

"Adaptivni značaj genetičkog polimorfizma populacija Drosophila" #143014, Rukovodilac: dr Marko Anđelković

"Efekti traumatskih, neurotoksičnih i neuroprotektivnih faktora na električnu aktivnost mozga sisara. Analiza i modeliranje" #143021, Rukovodilac: dr Milka Ćulić

"Tekuće vode Srbije - istraživanje biodiverziteta i korišćenje podataka u tipologiji, izradi ekološkog indeksa i monitoringu ekološkog statusa" #143023, Rukovodilac: dr Predrag Cakić

"Ekofiziološke karakteristike biljaka i njihov potencijal u obnavljanju biodiverziteta narušenih ekosistema" #143025, Rukovodilac: dr Pavle Pavlović

"Regulacija morfogenetskih procesa i sekundarnog metabolizma i genetičke transformacije biljaka u kulturi in vitro" #143026, Rukovodilac: dr Branka Vinterhalter

"Uticaj magnetnih polja kao ekofiziološkog faktora na različite biološke sisteme i moguća primena u biomedicini" #143027, Rukovodilac: dr Zlatko Prolić

"Fiziološka i farmakološka modulacija imunoinflamatornih i malignih bolesti" #143029, Rukovodilac: dr Stanislava Stošić Grujičić

"Svetlosna i hormonalna kontrola rastenja i razvića biljaka, razmnožavanje in vitro i ex situ zaštita retkih i ugroženih vrsta" #143031, Rukovodilac: dr Dragoljub Grubišić

"Biomedicinska ispitivanja i razvoj nekih novih psihotropnih supstanci" #143032, Rukovodilac: dr Mirko Tomić

"Fiziološki i evolucioni aspekti stresnog odgovora u prirodnim i laboratorijskim populacijama" #143033, Rukovodilac: dr Jelica Lazarević

"Uloga redoks aktivnih supstanci u procesima održavanja homeostaze živih sistema" #143034, Rukovodilac: dr Duško Blagojević

"Proučavanje poremećaja homeostaze i određivanje biomarkera oksidacionog stresa kod aerobnih organizama" #143035, Rukovodilac: dr Zorica Saičić

"Istraživanja ekotoksikoloških aspekata delovanja ksenobiotika i biotičkih agenasa na populacije mišolikih glodara" #143038, Rukovodilac: dr Dragan Kataranovski

„Evolucija u heterogenim sredinama" #143040, Rukovodilac: dr Aleksej Tarasjev

"Diverzitet vodozemaca i gmizavaca Balkanskog poluostrva" #143052, Rukovodilac: dr Miloš Kalezić

„Hemijska trauma mozga: biohemiske i kliničke posledice" #143057B, Rukovodilac: dr Ankica Jelenković

Program istraživanja u oblasti tehnološkog razvoja

"Unapređenje proizvodnje ukrasnih biljaka primenom novih tehnologija" # TR6833B, Rukovodilac: dr Angelina Subotić.

Nacionalni projekti kojima su rukovodile druge institucije

„Biofizička istraživanja membranskih procesa. interakcija membranskih receptora i kanala sa spoljašnjim faktorima i intracelularna regulacija” # 143016. Nosilac: Institut za multidisciplinarne studije, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Željko Vučinić.

„Taksonomska, biohemijska i molekularna istraživanja gljiva i biološki aktivnih supstanci” #143041. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Jelena Vukojević.

„Istraživanja diverziteta, zaštite i održivog korišćenja faune riba, kao bitnih komponenti za razvoj strategije integralnog upravljanja vodenim resursima Srbije” # 143045. Nosilac: Institut za multidisciplinarne studije, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Mirjana Lenhardt.

„Strukturne, hemijske i molekularne karakteristike nekih biljnih vrsta-fundamentalni značaj i primenljivost” # 143049. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Petar Marin.

„Fiziološki, morfološki i molekulski mehanizmi termoregulacije u adaptivnim procesima izmenjene homeostaze” # 143050. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Gordana Cvijić.

„Biofizičko neuroprofiliranje na eksperimentalnim modelima oštećenja i oporavka centralnog nervnog sistema” # 143054. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Pavle Anđus.

„Citotoksični, citoprotektivni i imunomodulatorni efekti nanočestica” #145073. Nosilac: Medicinski fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Vladimir Trajković.

„Geološka i ekotoksikološka istraživanja u identifikaciji geopatogenih zona toksičnih elemenata i prirodne radioaktivnosti u akumulacijama vode za piće u Republici Srbiji” #146021. Nosilac: Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Milka Vidović.

„Interakcije prirodnih proizvoda i njihovih analoga sa proteinima i nukleinskim kiselinama” #142026. Nosilac: Hemijski fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Dušan Sladić.

„Regulatorni peptidi u integrativnim procesima nervnog i endokrinog sistema” #145003. Nosilac: Medicinski fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Vesna Starčević.

Uloga steroidnih hormona u neuroendokrinoj adaptaciji na stres i patofiziologiji metaboličkog sindroma – molekularni mehanizmi i kliničke implikacije #41009

Uloga folata, homocisteina i polinezasićenih masnih kiselina u tretmanu neuropsihijatrijskih poremećaja udruženih sa patofiziologijom metaboličkog sindroma #41030

Program osnovnih istraživanja

"Ekološko-genetičke studije varijabilnosti populacija Drosophila" #1527, Rukovodilac: dr Marko Anđelković

"Indikatori narušenosti strukture i metaboličkih funkcija u terestričnim ekosistemima" #1565, Rukovodilac: dr Branko Karadžić

"Adaptacije u prirodnim i laboratorijskim populacijama" #1570, Rukovodilac: dr Branka Tucić

"Fiziološki, citološki i biohemijski aspekt in vitro regeneracije reliktnih, endemičnih i ugroženig biljnih vrsta" #1573, Rukovodilac: dr Ljiljana Radojević

"Plastičnost rasta i fiziološka plastičnost u odgovoru na sredinski stres kod fitofagnih šumskih insekata" #1615, Rukovodilac: dr Jelica Lazarević

"Integrativna istraživanja vodozemaca i gmizavaca centralnog Balkana" #1623, Rukovodilac: dr Miloš Kalezić

"Limnološka ispitivanja Dunava i Đerdapske akumulacija (1171-943 km)" #1628, Rukovodilac: dr Vesna Martinović-Vitanović

"Efekti magnetnih polja i neuroaktivnih supstanci kao modulatora aktivnosti centralnog nervnog sistema" #1636, Rukovodilac: dr Zlatko Prolić

"Plastičnost mozga: ekspresija neuronalnih gena u fiziološkim i patološkim stanjima" #1641, Rukovodilac: dr Selma Kanazir

"Neurohemijski i neurofiziološki mehanizmi oštećenja i oporavka centralnog nervnog sistema" #1647, Rukovodilac: dr Mirjana Stojiljković

"Modulacija funkcije glukokortikoidnog receptora u toku ćelijskog odgovora na stres" #1654, Rukovodilac: dr Gordana Matić

"Modulacija ekscitabilnosti membrane i ritmovi bioelektrične aktivnosti neurona beskičmenjaka i kičmenjaka. Analiza i modeliranje" #1660, Rukovodilac: dr Milka Ćulić

"Sistemski odgovor na promenjen redoks status" #1669, Rukovodilac: dr Mihajlo Spasić

"Genetički polimorfizam u prirodnim populacijama sisara – poreklo, održavanje i efekti B hromozoma" #1693, Rukovodilac: dr Mladen Vujošević

"Svetlosna i hormonalna kontrola rastenja i razvića biljaka" #1696, Rukovodilac: dr Dragoljub Grubišić

"Karakterizacija potencijalnog psihotrpnog dejstva nekih novosintetisanih i prirodnih neuroaktivnih supstanci" #1704, Rukovodilac: dr Mirko Tomić

"Morfofunkcionalna ispitivanja efekata hormona na neuroendokrini sistem tokom životnog ciklusa" #1710, Rukovodilac: dr Milka Sekulić

"Genetički modifikovane i in vitro gajene biljke – modifikacija morfogeneze, sekundarnog metabolizma i ekonomski značajnih osobina" #1716, Rukovodilac: dr Branka Vinterhalter

"Molekularni mehanizmi regulacije transkripcije gena za akutno-fazne proteine" #1722, Rukovodilac: dr Goran Poznanović

"Evolucija u heterogenim sredinama" #1725, Rukovodilac: dr Jelka Crnobrnja-Isailović

"Ćelijska i molekulska osnova modulacije imunskih poremećaja" #1664, Rukovodilac: dr Stanislava Stošić-Grujičić

"Biodiverzitet i očuvanje genofonda drveća u Srbiji" #1932, Rukovodilac: dr Srđan Bojović

Nacionalni projekti kojima su rukovodile druge institucije

„Razvoj visokoproduktivne akvakulture i njene primene u zaštiti i unapređenju ribljih resursa” #1354. Nosilac: Centar za multidisciplinarne studije, Univerzitet u Beogradu. Rrukovodilac: dr Miroslav Nikčević.

„Diverzitet i fiziologija gljiva i antimikrobna aktivnost sekundarnih metabolita biljaka i gljiva” #1511. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Jelena Vukojević.

„Inventarizacija, monitoring i vrednovanje komponenti faune u integralnoj zaštiti biodiverziteta” #1525. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Ivica Radović.

„Vegetativno i generativno razmnožavanje in vitro ugroženih biljnih vrsta, u cilju ex situ zaštite i produkcije sekundarnih metabolita” #1530. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Radomir Konjević.

„Neuroendokrina kontrola enzimskih sistema i redoks regulacija u uslovima izmenjene homeostaze” #1550. Nosilac: Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Vukosava Davidović.

„Hemijske i biohemijske konsekvence metal-ligand interakcija” #1569. Nosilac: Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Svetozar Niketić.

„Steroidogeni i antioksidativni enzimi kao indikatori hemijskih stresora iz okoline” #1766. Nosilac: Prirodno-matematički fakultet, Univerzite u Novom Sadu. Rukovodilac: dr Radmila Kovačević.

„Membrane i apoplast. uloga u spoljašnjem i oksidativnom stresu i biohemijskoj regulaciji redoks procesa simplasta” #1934. Nosilac: Centar za multidisciplinarne studije, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Željko Vučinić.

„Gensko testiranje u praksi” #2019. Nosilac: Institut za nuklearne nauke „Vinča”, Univerzitet u Beogradu. Rukovodilac: dr Bogomir Dimitrijević.

Makroautofagija (u daljem tekstu autofagija) je proces razgradnje unutarćelijskih proteina u autofagolizozomima koji omogućava uklanjanje oštećenih proteina, očuvanje energije i preživljavanje u nepovoljnim uslovima, odnosno dovodi do smrti ćelije u slučaju neadekvatne ili preterane aktivacije. Osnovni cilj projekta je ispitivanje uloge autofagije u regulaciji terapijom indukovane smrti tumorskih ćelija. Prisustvo autofagije i molekularni mehanizmi odgovorni za njenu indukciju se ispituju u tumorskim ćelijama tretiranim različitim konvencionalnim (npr. cisplatin, taksol, citarabin, idarubicin) ili eksperimentalnim antitumorskim agensima (npr. metformin, statini, indometacin, azot monoksid, nanočestice).

Industrijsko-tehnološki napredak je praćen sve većom učestalošću magnetnih polja različitih karakteristika u sredini u kojoj živimo i radimo. U okviru potprojekta "Neurofiziološki i bihejvioralni odgovori različitih vrsta na spoljašnja magnetna polja" (rukovodilac dr Branka Petković) ispituju se efekti magnetnih polja, posebno na nivou neuroendokrinog sistema, kod insekata (Drosophila sp., Musca domestica, Tenebrio molitor, Baculum extradentatum, Morimus funereus,...), puža (Helix pomatia) i sisara (Rattus sp., Meriones unguiculatus). Predviđena su elektrofiziološka istraživanja in vitro i in vivo, histološke i biohemijske analize (parametri oksidativnog stresa, koncentracija nukleotida, metabolizam gasova, aktivnost enzima i receptora), praćenje razvića i ponašanja kod izabranih model sistema. Ovi rezultati doprinose razumevanju mehanizama magnetorecepcije kod evolutivno udaljenih vrsta i razjašnjenju da li je biološki odgovor u prisustvu magnetnih polja kao ekofiziološkog faktora jedinstven ili specifičan za vrstu.

Naša istraživanja su usmerena na izučavanje kancera pluća, dojke, štitnjače i tumora mozga. Eksperimentalna istraživanja obuhvataju identifikaciju promena u strukturi gena, nivou njihove ekspresije i promena u funkciji proteina, koje bi se mogle koristiti kao molekularni markeri za predviđanje progresije tumora, odgovora na terapiju i ishoda bolesti. Sveobuhvatnom analizom ključnih molekula PI3K/Akt/mTOR signalnog puta u postoperativnom materijalu različitih tipova tumora, kao i uporednom analizom kompletnog genoma poreklom iz tumorskog i normalnog tkiva metodom DNK profilisanja, uspeli smo da identifikujemo promene na DNK koje su posledica procesa kancerogeneze i da definišemo nove kandidat gene odgovorne za progresiju navedenih tipova tumora i rezistenciju na terapiju.

Istraživanja na ovom projektu usmerena su na izučavanje ćelijskih i molekulskih mehanizama neuroinflamacije sa namerom da se identifikuju potencijalni ciljni molekuli i signalni putevi. Naš cilj je da se pronađu adekvatni terapijski pristupi koji bi doprineli sanaciji neuroinflamacije i podstakli regeneraciju nakon oštećenja centralnog nervnog sistema (CNS). Testira se efikasnost nekoliko potencijalnih terapijskih tretmana: purinskim nukleozidnim analozima – ribavirinom i tiazofurinom, hiperbaričnim kiseonikom, B vitaminima (B1, B2, B3, B6, B12) u suzbijanju štetnih i potenciranju korisnih inflamatornih mehanizama. Imajući u vidu ključnu ulogu ekstracelularnih purinskih nukleotida i nukleozida u kontroli neurodegenerativnih procesa i inflamacije posebno težište je stavljeno na ispitivanje regulacije njihovog metabolizma i uloge ektonukleotidaza u tim procesima.

Plastični potencijal mozga omogućava mozgu konstantno prilagođavanje zahtevima sredine. Kapacitet za plastične promene je naročito izražen u razviću, a kompromitovan u starosti. Cilj naših istraživanja je da se ispita potencijal mozga za plastične promene u različitim životnim dobima pod uticajem generalnog anestetika (Propofol) i razlicitih dijetarnih rezima. U okviru projekta istraživanja se odvijaju kroz dva potprojekta:

Predmet istraživanja ovog projekta je neurobiologija spavanja i disanja u toku spavanja u pacovskim modelima starenja i neuropatologije najčešćih neurodegenerativnih bolesti starenja (Alchajmerova bolest (AB), Parkinsonova bolest (PB), razni tipovi demencija), sa ciljem rasvetljavanja i boljeg razumevanja mehanizama normalnog i poremećenog spavanja, posebno poremećaja disanja u toku spavanja kao što je apneja.

Populacije žutogrlog miša, Apodemus flavicollis, karakteriše prisustvo jedinki sa B hromozomima u gotovo svim populacijama širom areala vrste. Frekvence B hromozoma često su stabilne iz godine u godinu, ali njihov doprinos genetičkoj i fenetičkoj strukturi populacija i njihovo održavanje u odsustvu mehanizma akumulacije je generalno slabo poznato. U tekućem projektu genetičko-fenetička struktura populacija biće analizirana preko molekularnih markera i geometrijskom analizom oblika lobanje u ekološki različitim staništima i mapirana u odnosu na demografske i karakteristike životne istorije, prevalencu parazita i frekvencu B hromozoma. Očekujemo da dobijeni podaci, uz analizu transmisije B hromozoma u kavezima postavljenim u prirodnim uslovima, omoguće ocenu doprinosa ovog hromozomskog polimorfizma genetičkoj raznovrsnosti i adaptibilnosti u različitim sredinama, kao i razumevanju mehanizama održavanja B hromozoma u populacijama.

Stres izazvan visokim temperaturama (eng. heat stress - HS) smatra se jednim od najvažnijih faktora koji ograničavaju prinos kulturnih biljaka. Kao rezultat globalnog zagrevanja u narednih 30 godina predviđa se pad prinosa krompira od 10-26% za region jugoistočne Evrope, uključujući Srbiju, koji bi se mogao svesti na 5-11% korišćenjem HS-tolerantnih sorti. Istraživanja u okviru predloženog projekta podrazumevaju razvoj i primenu proteinskih markera koji bi omogućili efikasan i brz odabir sorti krompira prema otpornosti na HS. Naš projekat u tu svrhu predlaže korišćenje proteina stresa povezanih sa HS tolerancijom biljaka i temperaturno-nestabilnih proteina koji uslovljavaju osetljivost biljaka prema visokim temperaturama. Rezultati kvantitativne analize predloženih proteinskih markera će biti korelisani sa morfometrijskim parametrima i parametrima prinosa za svaki od ispitivanih sorti korišćenjem odabranih statističkih metoda. Naša očekivanja su da predloženi projekt omogućiti razvoj biotehnološkog postupka za skrining većeg broja genotipova prema otpornosti na HS i ukazati na HS tolerantne sorte krompira koje bi bile pogodne za gajenje u Srbiji u izmenjenim klimatskim uslovima.

Projekаt se odnosi nа rаzvoj sаvremenih biotehnoloških metodа u proizvodnji ukrаsnih biljаkа. Pored klаsičnih istrаživаnjа kojа se odnose nа proučаvаnje morfogeneze in vitro, rаdiće se trаnsformаcijа Agrobacterium vektorimа u cilju dobijаnjа biljаkа sа poboljšаnim osobinаmа, а posebnа pаžnjа će biti posvećenа rаzvoju metodа kriobiologije. Proučаvаće se nutritivni, hormonаlni, svetlosni i temperаturni fаktori morfogeneze in vitro, u cilju efikаsnije regenerаcije.

Balkansko poluostrvo predstavlja jedan od glavnih centara biodiverziteta u Evropi i odlikuje se velikim brojem endemičnih rodova i vrsta biljaka. Postoji potreba za razvijanjem novih i unapređenjem postojećih metoda zaštite retkih i ugroženih biljnih vrsta sa ovog područja i za intenziviranjem istraživanja koja bi omogućila racionalno upravljanje biljnim resursima, njihovo plansko i kontrolisano iskorišćavanje, kao i očuvanje prirodnih staništa. Kao rešenje dela ovog problema, projekat predlaže stvaranje ex situ strategija zaštite za odabrane retke i/ili ugrožene biljne vrste. Istraživanja u okviru projekta podrazumevaju utvrđivanje genetičkog diverziteta u postojećim populacijama biljnih vrsta analizom molekularnih i fitohemijskih markera, kao i uspostavljanje i održavanje kolekcija germplazme (semena i/ili in vitro kultura), u kojima je održana genetička varijabilnost ovih vrsta.

Projekat obuhvata sledeće istraživačke zadatke kojima je zajedničko korišćenje tehnika gajenja in vitro:

Morfogeneza in vitro: Istraživanja regeneracije i multiplikacije izdanaka, rizogeneze, somatske embriogeneze i androgeneze vrše se na Allium schoenoprassum, Frittilaria meleagris, Iris reichenbachii, Arabidopsis thaliana, Pinus peuce, Pinus heldreichii i gajenim vrstama: pšenici, žutom zvezdanu i kupusima. Uspostavljaju se protokoli za precizno razdvajanje i definisanje različitih puteva organogeneze i zaokružuju histološkim i citološkim analizama. Istražuje se efekat GA3 na regenerativni kapacitet spanaća i grananje žutog zvezdana. Svetlosna i skening elektronska mikroskopija i in situ hibridizacija se koriste za proučavanje interakcije GA3 sa ostalim hormonima i praćenje ekspresije transkripata gena za GA 20 oksidazu, KNOX/STM gena i LAS ortologa. Na listovima duvana istražuje se senescencija i apoptoza.

Sazrevanje spermatozoida do stepena potentnih, fertilno sposobnih ćelija, sama fertilizacija i razvoj embriona in vivo i tokom in vitro fertilizacije (IVF) su redoks senzitivni procesi. Reaktivne vrste kiseonika i azota (engl. reactive oxygen i nitrogen species, ROS i RNS), superoksid anjon radikal (O2•─) i azot oksid (•NO), imaju važnu regulatornu ulogu na nivou svih stupnjeva fertilizacije, inicijatori su kapacitacije i efektori fertilizacije.

Sistemi koji produkuju O 2•─ i •NO specifični su u reproduktivnim ćelijama, njihova regulacija takođe. Bez O2•─ i •NO nema novog života, ali se o mehanizmima redoks regulacije tokom fertilizacije nedovoljno zna.

Redoks regulacija je fundametalni princip kontrole ćelijskih procesa. Čvrsto je spregnuta sa energetskim metabolizmom. To zahteva orkestriranu akciju od nivoa unutarćelijskih organela do tkiva i organa: belo i mrko masno tkivo, jetra, mišići, pankreas, mozak. Redoks regulacija energetskog metabolizma uključena je u održanje homeostaze fizioloških stanja koja se karakterišu povećanim zahtevima za energijom: aklimacija na nisku temperaturu, hibernacija, kao i brojnih patoloških stanja: dijabetes, gojaznost, metabolički sindrom.

U ovom projektu, u navedenim fiziološkim i patofiziološkim stanjima, sa posebnim akcentom na belo i mrko masno tkivo, ispitivaće se odgovor adipocita na strukturnom, metaboličkom i endokrinom nivou u specifičnim animalnim modelima i humanim studijama. Istraživanja će biti usmerena ka esencijalnim ćelijskim procesima: proliferaciji i diferencijaciji adipocita, ćelijskoj smrti, mitohondriogenezi, oksidativnoj fosforilaciji i termogenezi. Integracija metaboličke kontrole između adipoznih tkiva i neadipoznih organa/tkiva i odgovor u njima, proučavaće se sa fokusom na adipocitokine i njihovo autokrino/parakrino i delovanje kao hormona.

Najnovija istraživanja pokazuju da su se evolutivno razvili različiti, nedovoljno istraženi mehanizmi kojima reaktivne vrste kiseonika (reactive oxygen species, eng: ROS skr.) osim izazivanja oksidativnih oštećenja ćelija, deluju i kao oksidaciono/redukcioni prekidači u procesima redoks signalinga pri održavanju homeosteze. Količina ROS je određena balansom stope stvaranja i aktivnošću antioksidativnog sistema i u dinamičkoj je interakciji sa metaboličkim putevima regulacije homeostaze. Stoga je cilj ovog projekta da se bliže ispitaju mehanizmi redoks signalinga posredovani sa ROS i odredi njihov značaj i povezanost sa drugim regulacionim putevima u procesima održavanja homeostaze, adaptaciji i izvesnim patološkim stanjima. Planirana istraživanja bi se vršila na dobro standardizovanim model sistemima dosad već primenjivanim od strane istraživača ovog projekta (holometabolni insekti, izolovani organi, krv ljudi). Upotrebom biohemijskih, molekularno-bioloških i farmakoloških tehnika identifikovale bi se dominantne ROS, odredio status antioksidativne odbrane, i njihov uticaj na funkcionalno stanje ćelijskih receptora i ekspresiju gena vezanih za procese metaboličke adaptacije. Na osnovu ovih istraživanja dobili bi se podaci koji bi se mogli koristiti za analizu različitih patoloških stanja, s tim da bi se na ovom projektu usredsredili na šizofreniju i kancer za koje je radovima istraživača ovog projekta pokazano da u patologiji imaju redoks poremećaj sa disbalansom ROS.

Posebnu oblast istraživanja predstavlja proučavanje regulacije zaštite od oksidacionih oštećenja aerobnih organizama u uslovima poremećene homeostaze. U okviru ovih proučavanja mogu se izdvojiti tri tematske celine:

1) Biomonitoring akvatičnih organizama. Molekularno fiziološki biomonitoring koji se zasniva na aktivnosti enzima antioksidacionog zaštitnog sistema kao biohemijskih biomarkera: superoksid-dismutaze, katalaze, glutation-peroksidaze, glutation-reduktaze, glutation-S-transferaze, koncentracije vitamina E, vitamina C, glutationa kod aerobnih organizama je pokazao prednost u odnosu na klasične metode ekološkog i toksikološkog biomonitoring.

2) Toksikologija. Ispitivaće se efekti akutnog i hroničnog tretmana prooksidanta kadmijuma i cisplatina i protektivna uloga antioksidanata: koenzima Q10, vitamina C i Е, selena i maslinovog ulja na promene biohemijskih biomarkera oksidacionog stresa u krvi i tkivima Wistar pacova.

3) Biomarkeri i patofiziološka stanja. Proučavaće se efekti estradiola i njegova uloga u preeklampsiji, procena oksidacionih oštećenja i antioksidacionog kapaciteta zdravih tkiva u odgovoru na terapijske doze zračenja u terapiji karcinoma dojke, kao i patogeneza gastrointestinalnih oboljenja.

U savremenoj biologiji koriste se dva alternativna eksperimentalna pristupa za rešavanje osnovnih pitanja o evoluciji živog sveta – laboratorijska evolucija i studije u prirodi.

LABORATORIJSKA EVOLUCIJA - Eksperimentalna strategija laboratorijske evolucije bazira se na istraživanjima populacija kroz generacije u definisanim i strogo kontrolisanim uslovima. S ciljem istraživanja pravaca evolucije različitih životnih strategija formirana su četiri tipa laboratorijskih populacija pasuljevog žiška, Acanthoscelides obtectus, u okviru kojih su, tokom više od 200 generacija, razvijene po četiri populacije. Prva dva tipa populacija nalaze se pod režimom selekcije zavisne od gustine, odnosno, selektuju se na visokoj (К) i niskoj (r) gustini larvi, dok su druga dva tipa populacija selektovana za ranu (Е) ili kasnu (L) reprodukciju (tzv. uzrasno-specifična selekcija). Korišćenjem ovih populacija buduća istraživanja baziraće se na rasvetljavanju sledećih naučnih problema:1. Evolucione promene nastale u režimu selekcije zavisne od gustine, kao i uzrasno-specifične selekcije, 2. Kvantitativno-genetička osnova komponenti adaptivne vrednosti koje se nalaze pod delovanjem dva navedena tipa selekcije, 3. Еvolucija starenja i kasnih faza adultnog života i 4. Еvolucija mehanizama pre- i post-zigotske reproduktivne izolacije između različitih laboratorijskih populacija.

Vodozemci i gmizavci, grupe sa ograničenom sposobnošću migracije, vezane za staništa i, usled toga, posebno osetljive na promene životne sredine, čest su objekt istraživanja evolucione i konzervacione biologije. To se posebno odnosi na vodozemce i gmizavce Balkanskog poluostrva, koje predstavlja složen refugijalni centar, sa velikim brojem taksona i visokom endemičnošću, koji su rezultat visoke stope alopatričkih i parapatričkih specijacija i velikog broja hibridnih zona. U okviru ovog projekta predviđena su integrativna istraživanja, u laboratoriji i u prirodnim populacijama, na grupama koje imaju odlike model-organizama. U oblasti evolucione biologije, osnovni pravci istraživanja bi obuhvatili: (1) analize promena veličine i oblika složenih morfoloških celina tokom ontogenije i tokom evolucione istorije grupa, (2) istraživanja evolucije životnih istorija, (3) studije filogeografske strukture različitih evolucionih linija, vrsta i kompleksa vrsta, (4) analize uticaja ekogeografskih faktora na rasprostranjenje taksona, filogeografskih linija i hibridnih zona. U oblasti konzervacione biologije, istraživanja bi išla u pravcu određivanja evoluciono i konzervaciono značajnih jedinica, kao i studija populacione ekologije, čime bi se došlo do podataka relevantnih za postavke strategija očuvanja autohtonih prirodnih populacija i vrsta.

Heterogenost abiotičke i biotičke životne sredine utiče na varijabilnost (na molekularnom, citološkom i morfološkom nivou kao i varijabilnost karakteristika životne istorije i ponašanja), populacionu strukturu i evolucione procese (genetičku specijalizaciju, fenotipsku plastičnost, proces specijacije) kod različitih grupa organizama (kičmenjaci, beskičmenjaci, biljke), delujući na stanje biodiverziteta i rasprostranjenje samosvojnih, a posebno introdukovanih i invazivnih vrsta. Istraživanja se prvenstveno vrše na prirodnim populacijama u prirodnim staništima, na organizmima i populacijama u nativnim i antropogenim staništima i na uzorcima iz prirodnih populacija gajenim u eksperimentalnim uslovima. Dobijeni rezultati se porede na: različitim nivoima organizacije (npr. molekularni i morfološki) kod populacija istih vrsta; populacijama iste vrste iz različitih sredina; srodnim a ekološkim različitim vrstama; različitim taksonima sa istog geografskog područja; egzotičnim vrstama, posebno onima sa već poznatom istorijom invazivnosti u drugim područjima. Dobijeni rezultati omogućiće procenu adekvatnosti pojedinih indikatora stepena narušenosti životne sredine i biće uključeni u filogeografske analize i instrumente ocene statusa ekosistema u regionu i Evropi.

Balkansko poluostrvo na kome je i prostor Srbije pripada jednom od centara diverziteta dendroflore (IUCN) u kome se razvijaju i šume reliktnih, endemičnih, ekonomski važnih (ili potencijalno važnih) i ugroženih šumskih vrsta, neponovljivih u vremenu i prostoru. Posebno bogate rezervoare i riznice genofonda predstavljaju klisure, kanjonske doline i planinski masivi Srbije. Upravo ovi refugijumi su omogućili očuvanje i reprodukciju bogate i raznovrsne flore, posebno tercijernih relikata i endemorelikata i predstavljaju prave muzeje in vivo od posebnog značaja za nauku. Takođe od posebnog značaja jeste i diverzitet malih lokalnih populacija, kao i onih na ivicama šumskih pojasa, na najosetljivijim delovima ekosistema. Populacije koje naseljavaju ove prostore su pravi istraživački izazovi jer su njihova genetička struktura, hemijski sastav, morfofiziološka svojstva i reproduktivni potencijal još uvek malo poznati ili nepoznati. Projekat polazi od pretpostavke da šumska autohtona flora i vegetacija našeg dela Balkanskog poluostrva sadrži populacije koje svojim prisustvom, specifičnom genetičkom strukturom, hemijskim sastavom, morfofiziološkim i reproduktivnim svojstvima otkrivaju istoriju vegetacije i doprinose boljem razumevanju adaptivnog potencijala biljaka da opstanu u nepovoljnim uslovima životne sredine.

Cilj projekta je ispitivanje efekata agenasa iz životne sredine na važan fiziološki homeostatski sistem, imunski sistem, kod mišolikih glodara. Ćelijski i molekulski mehanizmi imunomodulatornog potencijala dva ksenobiotika (kadmijuma, široko rasprostranjenog zagađivača spoljašnje sredine, iantikoagulanta varfarina, koji se koristi za kontrolu brojnosti glodara) se ispituju na laboratorijskim sojevima sivog pacova (Rattus norvegicus). Uticaj ovih ksenobiotika na imunski sistem se ispituje analizom njihovog efekta na bazalne imunske funkcije kao i u uslovima indukcije imunskog odgovora. Poseban aspekt predstavlja ispitivanje efekta ovih ksenobiotika na rezistenciju organizma na oportunističke infekcije, kao što je infekcija gljivom Aspergillus fumigatus. Jedinke sivog pacova iz prirodnih populacija, zbog prisustva velikog broja parazita i različitih mikrobnih infekcija, se smatraju prirodnim imunobiološkim modelom korisnim za ispitivanje odbrambenih mehanizama u uslovima višestruke infekcije. Analiza osnovnih parametara imunske funkcije, kao i oštećenja perifernih tkiva posredovanih imunskim efektorskim mehanizmima kod jedinki sivog pacova iz prirodnih populacija i poređenje sa istim aktivnostima kod jedinki nekoliko laboratorijskih sojeva pacova, daje uvid u efekat spoljašnje sredine na imunski sistem.

Na antropogeno degradiranim staništima biljke su često limitirane multipnim faktorima stresa koji deluju istovremeno i ugrožavaju funkcionisanje biljaka i iscrpljuju njihov adaptivani potencijal.

Naša istraživanja su bazirana na proučavanju fiziološko-biohemijskih i morfoloških odgovora biljaka na efekte multipnih stresora koji određuju njihov adaptivni kapacitet da opstanu i/ili razviju toleranciju na stres na takvim staništima. Previđena istraživanja obavićemo u dva tipa takvih staništa: deponije pepela termoelektrana „Nikola Tesla-A" u Obrenovcu (inicijalno biološki prazni prostori opterećeni polutantima) i urbane zone u Beogradu (degradirani prostori opterećeni polutantima).

Eksperimentalni autoimunski encefalomijelitis (EAE) u Dark Agouti (DA) pacovima je jedan od modela multiple skleroze, inflamatorne, autoimunske bolesti centralnog nervnog sistema tokom koje dolazi do demijelinizacije nervnih vlakana i neurodegeneracije što za posledicu ima ispoljavanje neuroloških deficita. Multipla skleroza se u najvećem broju pacijenata ispoljava kao relapsno-remitentna, gde tokom vremena dolazi do smenjivanja faza neuroloških ispada i oporavka, a kod značajnog udela pacijenata bolest ima i hronični progresivni tok. Za razliku od toga, EAE u DA pacova je, prilikom adekvatnog imunizacionog protokola indukcije, akutna i monofazna bolest u kojoj pacovi prolaze kroz jasno definisane faze indukcije, razvoja, vrhunca bolesti i potpunog oporavka. DA pacovi su nakon oporavka izuzetno otporni na ponovne pokušaje indukcije EAE. Cilj ovog projekta je da se definišu ćelijske populacije i molekulski mehanizmi odgovorni za oporavak i otpornost DA pacova. Ovakva saznanja bi mogla da se iskoriste u cilju redizajniranja postojećih i uspostavljanja novih terapija za pacijente obolele od multiple skleroze.

Modulacija imunskog odgovora i ćelijske smrti je ključna strategija u terapiji kancera i inflamatornih bolesti poput multiple sklepoze, dijabetesa tipa 1 ili 2. U cilju prevencije i/ili usmerene modulacije ovih poremećaja neophodno je razumevanje osnovnih molekularnih mehanizama njihove kontrole, što je i cilj ovog projekta. Stoga se ispituje uloga i način delovanja biološki aktivnih molekula mikrosredine (citokina, reaktivnih vrsta kiseonika i azota, hormona) i genetskih faktora u regulaciji proliferacije, diferencijacije, funkcije i umiranja imunskih i ćelija ciljnih tkiva u fiziološkim i patološkim uslovima. Da bi se utvrdili osnovni kontrolni mehanizmi inflamacije, imunskog odgovora na (auto)antigene i rezistencije na anti-tumorski imunski odgovor, uloga relevantnih intercelularnih medijatora i intracelularnih signalnih puteva, koriste se animalni modeli humanih bolesti na miševima i pacovima visokosrodnih i/ili genetički modifikovanih sojeva, i primarne i transformisane ćelijske populacije različitog porekla. Pored ovoga, ispituju se citotoksična, citoprotektivna i imunomodulatorna svojstva različitih farmakoloških agenasa ili prirodnih produkata biljnog i životinjskog porekla, kao i intra- i intercelularni mehanizmi odgovorni za njihove biološke efekte, što bi u perspektivi moglo doneti dobrobit pacijentima obolelim od ovih bolesti.

Cilj istraživanja je ispitati uticaj odabranih biljnih estrakata, fitoestrogena (genistein, daidzein), steroidnih (estradiol, progesteron, testosteron, deksametazon) i peptidnih hormona (somatostatin, kalcitonin, grelin) na neuroendokrini sistem i mineralnu homeostazu pacova. Alternativa hormonske supstitucione terapije u vidu biljnih i drugih dodataka ishrani intenzivno se reklamiraju za održavanje hormonske ravnoteže, prevenciju kardiovaskularnih problema, ateroskleroze i osteoporoze u oba pola. Procena delovanja ovih supstanci na: (i) hipotalamo-hipofizno -adrenalni, -somatotropni, tiroidni i gonadalni sistem; (ii) neuroendokrine C-ćelije, kosti, paraštitaste žlezde i bubrege i (iii) ćelijsku mehaniku, značajna je za evaluaciju njihovih željenih efekata u odnosu na rizike pri upotrebi u terapiji kancera, kardiovaskularnih i drugih bolesti. Istraživanja se sprovode na pacovima različite starosti (mladi, srednje stari i stari pacovi) i pola, a od posebnog značaja su animalni modeli andropauze i menopauze. Ispitivanja ćelijske mehanike obavljaju se u in vitro uslovima, na modelima eritrocita i ćelija kancera prostate. Glukokortikoidi se u medicinskoj praksi koriste u trudnoćama sa rizikom od prevremenog porođaja, kako bi se smanjio neonatalni mortalitet i morbiditet. Međutim, ovaj tretman ubrzavajući maturacione procese, dovodi do trajnih promena fizioloških sistema. Stoga, kratkoročni korisni efekti prenatalne glukokortikoidne terapije su u isto vreme ti koji povećavaju dugoročne rizike metaboličkih i endokrinih disregulacija, uključujući odgovor na stres, rast i reprodukciju. Efekti prenatalnog izlaganja glukokortikoidima ispituje se na pacovima od fetalnog do adultnog period života.

Diabetes mellitus je kompleksan metabolički poremećaj koji se manifestuje u dva osnovna oblika, dijabetes tip 1 (DT1) i mnogo češći oblik, dijabetes tip 2 (DT2). Iako oba tipa dijabetesa imaju različite etiologije, oba karakteriše hiperglikemija zbog poremećene homeostaze glukoze. Hiperglikemija je posledica nedovoljne koncentracije insulina u krvi, što je slučaj u DT1, ili neosetljivosti ciljnih ćelija na delovanje insulina u DT2. U osnovi DT1 je autoimuno oboljenje koga karakteriše potpuni gubitak β ćelija pankreasa koje proizvode insulin. Nestanak β ćelija u DT1 odvija se relativno brzo u poređenju sa smanjenjem broja funkcionalnih β ćelija u DT2 koga karakteriše progresivan gubitak funkcionalnosti β ćelija i potepeno smanjenje njihovog broja. Razjašnjenje molekularnih mehanizama koji regulišu funkcionalnost β ćelija i patološke molekularne procese u dijabetesu, leži u osnovi paradigme za terapiju dijabetesa koja predviđa primenu strategija usmerenih na poboljšanje funkcionalnosti i vijabilnosti β ćelija supresijom citotoksičnih signalnih puteva i sprečavanjem aktivacije procesa ćelijske smrti. Istraživanja Odeljenja za molekularnu biologiju fokusirana su na β ćelije, kao i na hepatocite i kardiomiocite u kontekstu dijabetičnih komplikacija. Eksperimentalni sistemi koje koristimo su in vivo model streptozotocinom (STZ)-indukovanog dijabetesa kod laboratorijskih pacova i in vitro modeli bazirani na različitim kulturama ćelijskih linija.

Laboratorija prof. dr Gordane Matić okuplja grupu mladih naučnika koji su posvećeni izučavanju neuroendokrinih i nutricionističkih aspekata razvoja metaboličkog sindroma koji postaje jedan od vodećih zdravstvenih problema savremenog doba. Naši naučni napori su, pre svega, usmereni na razumevanje molekularnih mehanizama delovanja glukokortikoidnih hormona u patogenezi metaboličkog sindroma, s obzirom da su ovi hormoni važni regulatori energetske homeostaze, metaboličke inflamacije, kao i signalnih puteva insulina i leptina. U naredne tri godine ispitivanja uloge stresa i ishrane bogate fruktozom u razvoju metaboličkog sindroma biće ostvarena u saradnji sa grupom prof. dr Luc Tapy-ja iz Švajcarske uokviru bilateralnog SCOPES projekta pod nazivom: Interactions between stress and dietary fructose in the development of the metabolic syndrome: role of glucocorticoids.