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.
Telefon: +381 11 20 78 300
Fax: +381 11 27 61 433
Email: ibiss@ibiss.bg.ac.rs
Bulevar despota Stefana 142
11108 Beograd
Srbija
IBISS koristi analitičke "kolačiće" (eng. "cookies") za analizu korišćenja sajta u cilju unapređenja korisničkog iskustva, klikom na "Prihvatam" dajete saglasnost za korišćenje kolačića.