O ústave

Po vzniku Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v roku 1963 zabezpečovali výučbu biológie na prírodovedeckej fakulte pracovníci Katedry biológie Lekárskej fakulty UPJŠ a pracovníci Rádiobiologického oddelenia Ústavu experimentálnej biológie SAV v Košiciach, ale ešte v tom istom roku sa katedra biológie stala súčasťou prírodovedeckej fakulty. Pod vedením doc. MUDr. Milana Prasličku, CSc., ktorý bol žiakom brnianskeho priekopníka biofyziky a zakladateľa rádiobiológie v Československu profesora Ferdinanda Herčíka, bolo vybudované zariadenie s inštalovaným zdrojom kontinuálneho gama žiarenia (spomínané gama pole pri košickom letisku), čím sa vytvorili podmienky pre výskum účinkov chronického žiarenia na živočíchy a rastliny. Prví absolventi jednoodborového štúdia biológie i učiteľskej aprobácie biológia – chémia opustili brány univerzity v roku 1967. Katedra biológie sa postupne rozrastala, rozširoval sa počet pracovníkov, prednášaných disciplín aj šírka výskumného záberu, čo viedlo v roku 1968 k rozdeleniu katedry biológie na katedru všeobecnej biológie vedenú prof. MUDr. Milanom Prasličkom, DrSc., v areáli na Šrobárovej ulici v budove rádiobiologického pavilónu (RBL) a katedru botaniky a genetiky vedenú doc. RNDr. Robertom Hončarivom, CSc., ktorá sa už o rok neskôr, v roku 1969, rozdelila na katedru botaniky vedenú doc. RNDr. Jozefom Ráczom, a katedru genetiky pod vedením doc. RNDr. Roberta Hončariva, CSc. Pribudla k nim aj katedra ekologickej a systematickej zoológie, na ktorej čele stál doc. RNDr. Ivan Zmoray, DrSc. Tieto katedry sídlili v budove botanickej záhrady UPJŠ na Mánesovej ulici. Existencia týchto troch katedier trvala len niekoľko rokov. V roku 1972 sa zlúčili do jednej s názvom Katedra špeciálnej biológie a viedol ju doc. RNDr. Robert Hončariv, CSc. Biologický výskum na dvoch katedrách, katedre všeobecnej biológie a katedre špeciálnej biológie, sa postupne orientoval viacerými smermi. Okrem rádiobiologickej problematiky sa rozvíjala oblasť kozmickej biológie v rámci medzinárodnej spolupráce Interkozmos. Študoval sa vplyv mikrogravitácie a ostatných faktorov kozmického letu na vybrané parametre metabolizmu lipidov a nukleových kyselín u dospelých a vyvíjajúcich sa organizmov.

Neskôr pribudlo chronofyziologické štúdium biologických rytmov vybraných metabolických parametrov a hormónov u potkanov. V oblasti populačnej genetiky sa realizoval výskum séroantropologických znakov rómskeho etnika na východnom Slovensku. Zoologický výskum bol orientovaný predovšetkým na druhovú diverzitu batrachofauny a malakofauny. Pracovníci v botanickom výskume pokračovali v štúdiu cytogenetických zmien rastlín indukovaných chronickým ožarovaním gama lúčmi a neskôr sa začal rozvíjať výskum liečivých rastlín a prírodných látok orientovaný predovšetkým na štúdium obsahu účinných látok a šľachtenie nových odrôd liečivých rastlín. Začiatkom osemdesiatych rokov sa začal budovať nový smer rastlinných biotechnológií.

Po smrti akademika Prasličku v roku 1985 prevzala vedenie katedry všeobecnej biológie doc. RNDr. Eva Mišúrová, CSc. Koncom osemdesiatych rokov minulého storočia, podobne ako v rokoch 1968 – 69, ovplyvnili spoločenské zmeny aj život na biologických pracoviskách a opäť podnietili snahy o zmenu štruktúry. Zásadne to ovplyvnilo katedru všeobecnej biológie, ktorá sa rozdelila na tri pracoviská – katedru bunkovej a molekulárnej biológie, ktorú viedla docentka Eva Mišúrová, katedru antropológie a zoológie pod vedením docenta Ivana Bernasovského (od roku 1999 katedra zoológie a ekológie pod vedením docenta Igora Hudeca) a katedru fyziológie živočíchov a človeka pod vedením profesora Ivana Ahlersa, zatiaľ čo katedra špeciálnej biológie sa len premenovala na katedru experimentálnej botaniky a genetiky a v prvých rokoch ju viedol RNDr. Peter Černaj, CSc. Po jeho predčasnom odchode v roku 1994 sa stala vedúcou katedry Ing. Anna Macková, CSc., a od roku 1998 viedla katedru docentka Eva Čellárová. V tom istom roku došlo aj k zmene vedúcich katedier na katedre bunkovej a molekulárnej biológie, ktorú viedol docent Peter Fedoročko, a katedre fyziológie živočíchov a človeka pod vedením docenta Beňadika Šmajdu.

V priebehu deväťdesiatych rokov nastal postupný odklon výskumu od dominujúcej a tradičnej rádiobiologickej orientácie. Na začiatku tohto milénia sa postupne začal formovať tím zaoberajúci sa štúdiom prírodných zdrojov liečiv s protinádorovou aktivitou a komplementárny tím skúmajúci predovšetkým cytotoxické a protinádorové vlastnosti rôznych prírodných, ale aj syntetických preparátov. Zoologický výskum bol zameraný na štúdium pôdneho, terestrického a vodného prostredia vo vzťahu k niektorým jeho abiotickým faktorom. Aplikovaný výskum liečivých rastlín sa v tomto období orientoval na zabezpečenie surovinovej základne pre domáce a niektoré zahraničné farmaceutické podniky (introdukcia nových druhov do pestovania, novošľachtenie a udržiavacie šľachtenie, účasť vo výskume spracovateľských technológií). Výskum v botanike smeroval najmä k taxonomickému štúdiu rodov Thymus a Hypericum, ich reprodukčných spôsobov a chemotaxonómii, ale aj ďalším problémom cievnatých rastlín (účasť na spracovaní flóry Slovenska). Základný výskum vo fyziológii rastlín sa zameriaval na štúdium sekundárneho metabolizmu liečivých rastlín. Ekofyziológia bola zastúpená výskumom vplyvu toxických kovov na metabolizmus rastlín a lišajníkov.

Definitívnym koncom rádiobiologického výskumu v Košiciach po takmer štyridsaťročnej tradícii košickej školy rádiobiológie sa stal december v roku 2000, keď v dôsledku rastúcich nákladov za prenájom pozemkov gama poľa prijala univerzita rozhodnutie o zrušení tohto prenájmu, následnej likvidácii experimentálneho gama poľa a odovzdaní pozemkov reštituentom. I napriek tomu, že pracovisko naďalej disponovalo uzavretým zdrojom kobaltového gama žiariča (tzv. Chisostatu), ktorý bol umiestnený v suterénnych priestoroch rádiobiologického pavilónu, sa rádiobiologický výskum už nepodarilo vzkriesiť. Životnosť Chisostatu umelo predlžovali vysoké náklady na jeho likvidáciu a len vďaka tomu Chisostat „prežil“ gama pole o dlhých 19 rokov.

Potreba zefektívnenia vzdelávacieho procesu a lepšej koordinácie vedeckého výskumu viedli v roku 2002 k vytvoreniu novej organizačnej štruktúry fakulty, ktorej súčasťou bola integrácia biologických pracovísk do ústavu biologických a ekologických vied. Jeho prvým riaditeľom na základe výberového konania sa stal doc. RNDr. Peter Fedoročko, CSc. (od 2002 do 2015). Vnútornú štruktúru ústavu tvorili akademické pracoviská ústavu: katedra botaniky (vedúci docent Miroslav Repčák, neskôr profesor Pavol Mártonfi; profesor Martin Bačkor), katedra bunkovej biológie (docentka Zuzana Daxnerová), katedra fyziológie živočíchov (docent Beňadik Šmajda), katedra genetiky (profesorka Eva Čellárová), katedra zoológie (docent Igor Hudec, neskôr profesor Ľubomír Kováč), oddelenie didaktiky biológie (docentka Katarína Kimáková, neskôr doktorka Andrea Lešková) a laboratórium molekulárno-biologickej diagnostiky (docent Peter Fedoročko). Koncepcia výskumu kládla na prelome tisícročí dôraz na rozvoj dvoch základných smerov – biomedicínskeho, reprezentovaného tímami katedier bunkovej biológie, genetiky a časti katedry fyziológie živočíchov a ekologického reprezentovaného najmä katedrami zoológie a botaniky.

Ústav biologických a ekologických vied v prvých dvoch desaťročiach tohto storočia garantoval bakalárske, magisterské a doktorandské štúdium v dvoch študijných odboroch, v odbore biológia a v odbore všeobecná ekológia a ekológia jedinca a populácií. Na bakalárskom stupni zabezpečoval výučbu aj v študijnom programe medziodborové štúdium biológie a na magisterskom stupni v štyroch jednoodborových magisterských študijných programoch genetika a molekulárna cytológia, zoológia a fyziológia živočíchov, botanika a fyziológia rastlín, všeobecná ekológia a ekológia jedinca a populácií a učiteľstva akademického predmetu biológia. Biológia sa študovala v kombinácii s ostatnými prírodnými vedami – fyzikou, chémiou geografiou a tiež matematikou a informatikou, resp. s niektorým z odborov, v ktorých poskytovala vzdelávanie Filozofická fakulta UPJŠ v Košiciach. Ústav mal akreditované doktorandské štúdium v odboroch genetika, fyziológia rastlín, fyziológia živočíchov, molekulárna cytológia a všeobecná ekológia a ekológia jedinca a populácií. Silné personálne zloženie ústavu umožňovalo v tomto období garantovať habilitačné a inauguračné konanie v piatich odboroch, a to v odbore biológia, fyziológia rastlín, fyziológia živočíchov, genetika a v odbore všeobecná ekológia a ekológia jedinca a populácií.

K výraznému skvalitneniu prístrojovej infraštruktúry ústavu biologických a ekologických vied a celkovej prestavbe výskumných laboratórií došlo hlavne po roku 2002, keď sa otvorili možnosti podávania projektov na vytváranie centier excelentnosti najskôr na základe výzvy APVV VVCE a následne od roku 2007 aj na čerpanie finančných prostriedkov zo štrukturálnych fondov EÚ. Tak postupne na ústave pôsobili centra excelentnosti: centrum pre výskum signalómu (APVV VVCE), sieť excelentných pracovísk pre onkológiu (ŠF EÚ) a SEPO II – budovanie infraštruktúry v centre excelentnosti SEPO (ŠF EÚ).

Počas komplexnej stavebnej rekonštrukcie rádiobiologického pavilónu v rokoch 2004 a 2005 sa podarilo vyriešiť dlhé roky pretrvávajúci problém s kapacitnými možnosťami školských laboratórií a prednáškových miestností a následne po roku 2007 aj s ich zastaraným materiálno-technickým vybavením najmä zo zdrojov štrukturálnych fondov EÚ zameraných na inovácie vo vzdelávacom procese. V tomto období pribudli nové výučbové priestory, ako je cvičebňa RBL2 (prestavbou pôvodných priestorov rádioaktívneho zverinca, ktorý však nikdy nebol uvedený do aktívnej prevádzky), poslucháreň RBL4 (z pôvodných administratívnych priestorov), mikrobiologické laboratórium RBL 7 (prestavbou časti nevyužívaných priestorov zverinca) a RBL8 – počítačová učebňa zriadená vo vestibule pavilónu. Ostatné laboratóriá a učebne v RBL pavilóne a v botanickej záhrade prešli takisto výraznou humanizáciou a modernizáciou priestorov a boli vybavené novou výučbovou infraštruktúrou.

Na základe dopytu zamestnávateľov po absolventoch biológie so širšími vedomosťami a praktickými zručnosťami z mikrobiologických disciplín a hlavne po príchode doc. RNDr. Petra Pristaša, CSc., na ústav biologických a ekologických vied sa vytvorili aj personálne predpoklady na vznik katedry mikrobiológie, ktorá sa v roku 2015 stala najmladšou z akademických pracovísk ústavu.

V januári 2016, po vymenovaní profesora Petra Fedoročka prorektorom univerzity, bola vedením ústavu poverená docentka Zuzana Daxnerová. Na základe výberového konania sa druhým riaditeľom ústavu stal doc. RNDr. Peter Pristaš, CSc., (od júla 2016 do októbra 2024). Po súhlasnom stanovisku rady ústavu sa v roku 2024 premenovala katedra botaniky na katedru biológie rastlín.

V súčasnosti sa na ústave rozvíja niekoľko výskumných smerov:

Výskum v oblasti experimentálnej onkológie je zameraný na skúmanie vplyvu prírodných látok, akými sú hypericín a skyrín na angiogenézu a vlastnosti nádorových buniek všeobecne, ako aj na výskyt tzv. kmeňových buniek nádorov, a to v podmienkach in vitro a ex ovo a na štúdium vplyvu polymorfizmu transportného proteínu BCRP a hypoxie na akumuláciu a účinok hypericínu na nádorové bunky, ako aj možnosťami uplatnenia rôznych funkčných molekúl RNA (aptaméry, siRNA) v personalizovanej onkomedicíne. Ďalším onkologickým zameraním je využitie prirodzených a syntetických látok v prevencii mamárnej karcinogenézy in vivo.

Genetický výskum je zameraný na identifikáciu kandidátnych génov s potenciálnou funkciou v biosyntéze bioaktívnych látok, predovšetkým zo skupiny antrachinónov (hypericín, skyrín, emodín), vo vybraných zástupcoch rodu Hypericum a symbiotických fungálnych endofytoch pomocou OMICs a bioinformatických prístupov a ich funkčnú validáciu.

Výskum v oblasti neurobiológie sa zameriava na procesy prebiehajúce počas vývinu miechy, najmä v poslednej fáze intrauterinného vývinu a po narodení, s dôrazom na procesy, ktoré prebiehajú vo výstelke centrálneho kanála v intaktnom organizme a po poranení miechy. Mapuje proliferáciu, diferenciáciu a regeneračnú kapacitu buniek miechového kanála a jeho okolia s možnosťou ovplyvnenia ich regeneračnej schopnosti. Výskum postnatálnej neurogenézy cicavcov sa zameriava na vznik a rozvoj neurodegeneratívnych ochorení.

Mikrobiologický výskum sa orientuje na environmentálnu mikrobiológiu, predovšetkým na štúdium extrémofilov – mikroorganizmov prežívajúcich v extrémnych podmienkach, ako sú napr. slané a sírne pramene, termálne vody, prostredia s vysokými koncentráciami ťažkých kovov či s extrémne kyslým alebo alkalickým pH. Ďalšou oblasťou záujmu je genetická ekológia, kde sa pozornosť sústreďuje najmä na analýzy mechanizmov šírenia génov rezistencie voči antibiotikám v životnom prostredí a vplyvu rôznych faktorov na toto šírenie. Ďalšou oblasťou mikrobiologického výskumu je štúdium možností cielenej modulácie črevného mikrobiómu a imunity v liečbe zápalových a onkologických ochorení.

Výskum v oblasti zoológie, fyziológie a ekológie živočíchov sa zameriava na štúdium pôdnej fauny v súvislosti s odlišným manažmentom horských smrečín a otepľovaním klímy v alpínskom stupni Karpát a v severskej tundre, a ďalej na komplexné štúdium jaskynnej fauny využitím integratívnej taxonómie, molekulárnej fylogenézy a ekofyziologických parametrov. Ďalej ide o štúdium molekulárnej ekológie ohrozených populácií obojživelníkov, plazov a netopierov v urbánnych a prírodných habitatoch a výskum eko-epidemiológie ixodidových kliešťov a kliešťami prenášaných patogénov a ich udržiavanie v prírodnom ohnisku. Etologický výskum je zameraný na behaviorálne prejavy plazov v ich prirodzenom prostredí, ako aj po ovplyvnení rôznymi biologickými a fyzikálnymi faktormi.

Výskum v oblasti botanických disciplín sa venuje štúdiu rias a siníc z oblasti Antarktídy a ich adaptácii na drsné environmentálne podmienky. Ďalším výskumným smerom kryptogamov, akými sú lišajníky a machy, je štúdium sekundárnych metabolitov a ich testovanie na farmakologické a antimikrobiálne účinky. Predmetom záujmu sú aj biosyntetické dráhy fenolov a flavonoidov významných rastlinných druhov. Floristický a geografický výskum je orientovaný na štúdium cievnatých rastlín, výskum variability genómu a biodiverzity rastlín.

Výskum v oblasti didaktiky biológie je zameraný na skvalitnenie, tvorbu a inovácie vzdelávacieho obsahu na základných a stredných školách. Výstupy z jednotlivých projektov (vzdelávacie a edukačné materiály, inovatívne metodiky, digitálna knižnica nástrojov formatívneho hodnotenia, on-line laboratórium) sú určené nielen pre študentov učiteľských študijných programov na UPJŠ, ale aj učiteľov z praxe a žiakov základných a stredných škôl.