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.