Odeljenje za molekularnu biologiju objedinjuje najznačajnija saznanja i iskustva stečena tokom istraživanja koja su odpočela ranih 1970-tih godina. Odeljenje je prvobitno osnovano kao Laboratorija za biohemiju razvića pod rukovodstvom dr Ljiljane Ševaljević, sa težištem na istraživanjima molekularne biologije embriona morskog ježa, naročito dinamike jedarnih proteina (nehistonskih proteina i proteina jedarnog matriksa) u stadijumima razvića blastule, gastrule i pluteusa. Vremenom je interesovanje grupe preusmereno na istraživanja osnovne manifestacije adaptabilnog odgovora organizma – akutno-faznog (AF) odgovora – koji je indukovan kod laboratorijskog pacova subletalnom oparotinom. Iz ovih istraživanja proistekla je karakterizacija dinamičnih promena jedarnog matriksa tokom AF odgovora, kao i trans-faktora uključenih u regulaciju gena za AF reaktante (AFR) – grupe serumskih proteina čija se sinteza značajno uvećava tokom AF odgovora. Kasnije je, u cilju izučavanja više tipova traume, proširena paleta indusera u vidu različitih eksperimentalnih model sistema traume kao što su: inflamacija indukovana iniciranjem terpentinskog ulja, trovanje subletalnim dozama organofosfatnih jedinjenja, izlaganje jonizujućem zračenju, redukovan režim ishrane, kao i izučavanja kontrole ekspresije gena AF odgovora tokom embrionalnog razvića pacova. Rezultati ovih istraživanja su pokazali da različiti regulatorni mehanizmi, u vidu umrežene interakcije između humoralnih i ćelijskih (jedarnih) medijatora, leže u osnovi fine regulacije sinteze odgovarajućih AFR u zavisnosti od vrste traume.

U Odeljenju za molekularnu biologiju su izučavani adaptabilni mehanizmi koji se pokreću u organizmu tokom akutnog poremećaja homeostaze posle izlaganja pacova jonizujućem zračenju (u akutnom radijacionom sindromu) i za vreme hroničnog poremećaja homeostaze kod dijabetesa. Ispitivanja su prevashodno bila orijentisana ka razumevanju molekulskih signala i molekulskih regulatora koji utiču na ekspresiju gena za AFR, kao što su a1-kiseli glikoprotein, a2-makroglobulin i haptoglobin. Deo istraživanja bio je usmeren ka izučavanju procesa uključenih u reparaciju DNK i ćelijsku smrt, kao i aktivnosti poli(ADP-ribozil) polimeraze (PARP-1) u regulaciji homeostaze u uslovima oksidativnog stresa. Istraživanja su bila usmerena i na izučavanje specifičnog tipa akutne ozlede jetre pacova, krionekroze. Dobijeni rezultati su pokazali da krionekrozu karakteriše uređen sled molekulskih događaja iako je ona primer neprogramirane ćelijske smrti, odn. tipične nekroze. Trenutna istraživanja u Odeljenju za molekularnu biologiju usredsređena su na izučavanja signalnih molekula u dijabetesu, odn. na identifikaciju potencijalnih bioloških markera uključenih u modifikaciju i integraciju signalnih puteva u dijabetesu.

Istraživači Odeljenja za molekularnu biologiju su sa punim radnim vremenom angažovani u osnovnim istraživanjima u kojima primenjuju savremene tehnike molekularne biologije. Angažovani su kao mentori u izradi diplomskih radova i doktorskih disertacija. Saradnici odeljenja su bili predavači molekularno bioloških predmeta na Departmanu za biologiju i ekologiju Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Novom Sadu, a trenutno su angažovani na predmetima Principi proteomike i Biologija ćelije na doktorskim studijama Biološkog fakulteta Univerziteta u Beogradu.