1. מע' השחבור של אינטרוני קבוצה II באברונים של צמחים: בקרה על הביטוי של גנים אברוניים לאחר התעתוק. 
2. קביעת זהותם ופעילותם של חלבונים קושרי RNA שונים המעורבים בשיחבורם של אינטרונים אברוניים.
3. שחזור מערכת השחבור של אינטרונים מקבוצה II, במערכות in vitro)
4. בנייתה של "ספריית-מוטנטים" בצמחים הפגומים בגנים מיטוכונדריאליים שונים.  
5. אפיון תהליכים המעורבים בבקרה על התרכבותם ופעילותם של קומפלקסים מיטוכנדריאליים שונים (נשימה וריבוזומים).  
6. השפעות סביבתיות על פעילות וביוגנזה של מיטוכונדריות בצמחים.

1. אפיון של גורמי שעתוק חדשים המבקרים ביטוי גנים המקודדים חלבונים סטרואידוגנים בשחלות ורחם יונק בזמן ביוץ והתפתחות העובר במהלך ההריון. 
2. מנגנוני דגרדציה של חלבונים מיטוכונדריאליים כאמצעי התגוננות בפני עקה הורמונלית.
3. מעורבות חלבונים סטרואידוגניים ברקמת שריר הלב שלאחר אוטם ומוות תאי ברקמת הלב הפגועה. 
4. חלבונים קושרי כרומטין ובקרת גנים.

1. פיזיולוגיה, אקולוגיה וביוכימיה של חיידקים הלופילים קיצוניים. 
2. האקולוגיה המיקרוביאלית של ים המלח. 
3. פיזיולוגיה, אקולוגיה וביוכימיה של חיידקים הלופיליים אנארוביים.

1. מנגנוני העברת סיגנל נוירונלי: הקשר המולקולרי בין תהליך שחרור נוירוטרנסמיטורים ותעלות הסידן.
2. עקת חמצון (stress Oxidative): כיוון חדש להבנת מנגנוני מוות של תאים (apoptosis).
3. פיתוח תרופות למחלות נוירודגנרטיביות מסוג אלצהיימר ופרקינסון.
4. ביטוי חלבונים סינפטיים: סינטקסין, סיפטוטגמין, סינטוברבין ו-SNAP-25 ואפיון תפקידם בביצות מסוג Xenopus.

1. מנגנוני העברת סיגנל מהממברנה לגרעין – מעורבות אונקוגנים והקשר לסרטן.
2. פיתוח צורונים של קינאזות המשוחררים מבקרה ופעילים ביולוגית – שימוש בצורונים הללו ללימוד תפקודן הביולוגי והפתולוגי של קינאזות אלה.
3. פיתוח מערכות חדשות תוך שימוש בשמרים, לפיתוח מעכבים המהווים תרופות פוטנציאליות.

1. מנגנוני אלימות המופעלים על ידי חיידקי מעי פתוגניים על מנת לתקוף תאי אפיתל וכיצד תאי האפיתל מתגוננים מפניהם
2. מנגנוני מחלות מעי באדם
3. פיתוח טכנולוגיות חדשניות לאבחון ולחימה במחלות מעי זיהומיות\דלקתיות  באדם

1. פיתוח ויישום שיטות הדמייה ממוחשבות של חלבוני ממברנה. 
2. קביעת מבנה של חלבוני ממברנה בעזרת ספקטרוסקופיה של אינפרא-אדום.
3. מבנה ותיפקוד של תעלות יונים של וירוסים.

1. מחקר נסיוני בנושא תעופה בסקאלות קטנות ומהירות: איך חרקים שולטים על התעופה שלהם?
2. כיצד חרק מייצג מידע על מיקום וסיבוב של עצמו?
3. כיצד חרק מעופף מעבד מידע סנסורי ממספר חיישנים?
4. מהם המנגנונים העצביים והגנטיים הקשורים לבקרת תעופה בזבוב?
5. מהם המנגנונים של בקרת תעופה וזרימה לא-עמידה בסקאלות קטנות?

1. מכאנוביולוגיה של תאי גזע עובריים: התמיינות וקבלת החלטות.
2. מכאנוביולוגיה של תאי גזע בוגרים בתהליכים דלקתיים. 
3. מכאנוביולוגיה של פוריות הביצית והתפתחות עוברית טרום השרשתית.
4. פיתוח טכנולוגיות קליניות של הפרייה חוץ גופית.
5. מכאנוביולוגיה של מטריצת גרעין התא ומנגנוני בקרת ביטוי גנים.

1. יחסי גומלין בין השעון הצירקדיאני והתנהגות חברתית בדבורים. 
2. הארגון הטמפו ראלי של חברות חרקים. 
3. הבנת השינויים המולקולארים, אנדוקרינולוגים והעצביים המאפיינים את האבולוציה של חברתיות.  
4. השפעות חברתיות על שינה. 
5. אפיון מולקולארי ונוירואנאטומי של מערכות השעון הצירקדיאני ושינה בדבורים.  
6. מחקר סוציוביולוגי, התנהגותי, מולקולארי וגנומי של חברתיות בדבורים. 
7. מנגנונים חברתיים, אנדוקריניים ומולקולאריים המשפיעים על חלוקת תפקידים תלוית גודל גוף בדבורת בומבוס האדמה.
8. הורמון הנעורים והאבולוציה של חברתיות בדבורים.
9. מנגנוני הבקרה החברתיים והמולקולאריים הקובעים את גודל הגוף והכת בדבורת בומבוס האדמה.

1. יחסי גומלין בין מיקרואורגניזמים לסביבתם:
    א. שרידות חיידקי מעיים במי ים: מנגנונים מולקולריים.
    ב. חיידקים על עלי עץ האשל: עמידות לתנאי מליחות ויובש קיצוניים.
    ג. אקולוגיה מולקולריות של אוכלוסיות מיקרואורגניזמים בסביבות קיצוניות 

2. חיישנים מיקרוביאלים לניטור סביבתי: הנדסה גנטית ושילוב במערכות חומרה.

1. אפיון חשיבותם ותפקידם של פקטורי שעתוק מסוג bHLH בהתפתחות מערכת העצבים העוברית (למשל תאים דופמינריים במח הביניים וחוט השדרה) תוך שמוש בעכברים מהונדסים גנטית ובעוברי עוף. 
2. גלוי מנגנון הפעולה המולקולרי של פקטור השעתוק. גנים במעלה הזרם: גילוי ואנליזה של פרומוטורים וגנים מפעילים in vitro וגם in vivo. גנים במורד הזרם: זהוי בשיטות מולקולריות (deep sequencing) ואפיון  vivo וגם in vitro  
3. רתימת הידע על ההתפתחות העוברית הנורמלית לשם הכוונת או שנוי גורל תאים (במחלות כמו פרקינסון וסרטן מח מסוג מדולובלסטומה). 
4. חקר של מחלות גנטיות באדם על ידי מודלים בעכבר.
5. זיהוי מחלות גנטיות הנגרמות ע"י מוטציות בפקטורי שעתוק אלו או שינוי במספר העותקים שלהם בגנום.

1. תאי גזע, וחקר הסרטן - גנטיקה מולקולרית ביונקים, וביולוגיה התפתחותית.
2. התמיינות תאי גזע עובריים מאדם.
3. זיהוי ואפיון שאתות סרטניות ממקור עוברי. 
4. שימוש בביואינפורמטיקה לאנליזה של התפתחות רקמות והתמרה סרטנית

תפקידי בקרת מערכת היוביקיטין (ubiquitin) במחזור התא.

1. זיהוי ואיפיון הגנים החיוניים והלא חיוניים הנמצאים באינטראקציה עם מסלול הרטינובלסטומה (Rb)
2. פיצוח מנגנון ההתחייבות לחלוקה ואיפיון הפונקציה המולקולרית של ציקלין די (Cyclin D) 
3. זיהוי ואיפיון סיגנל היציאה מפאזת החלוקות 
4. מנגנון סינכרון החלוקות בתוך תא האם   
5. הקשר בין מורפולוגיית התא וציטוקיניזה לסיגנל חלוקה
6. מיפוי דינמיקת החלבונים במהלך מחזור חיים של Chlamydomonas

1. אפיון ומציאת חלבונים חדשים המעורבים בסרטן שד ושחלה משפחתיים  
2. בקרה על התגובה התאית לנזקי דנ"א 
3. מציאת תרופות חדשות לטיפול במחלת הסרטן
4. חקר הקשר בין אסטרוגן, חוסר יציבות גנומית וסרטן שד ושחלה. 

1. אקולוגיה של שונית האלמוגים. 
2. יחסי טורף-נטרף והשפעתם על מבנה החברה ותיפקודה. 
3. השפעת גורמים פיסיקליים על תהליכים ביולוגיים בים. 
4. אקולוגיה התנהגותית של פלנקטון ודגים. 
5. יישום שיטות אקוסטיות ואופטיות בחקר הים.

1. מנגנוני בקרה של מקצבים צירקדיים בצמחים.
2. השפעת מידת היציבות של mRNA על בקרת ביטוי הגנים ב-A. Thaliana.
3. מעורבות קולטני אור שונים בהכוונת השעון הצירקדי ב-A. Thaliana.

1. מנגנונים מולקולריים הקשורים למחלות ניוון שרירים, בעיות קרדיולוגיות, איבוד תאי שומן וזקנה מוקדמת. 
2. מעורבות הלמינה הגרעינית בתהליכי אפופטוזיס. 
3. אפיון ובדיקת התפקיד הביולוגי של גנים המקודדים לחלבוני מעטפת הגרעין.

1. מנגנונים מולקולריים שבבסיס יכולת הרגנרציה של שושנת הים נמטוסטלה
2. השוואה בין תהליך הרגנרציה לתהליכי התפתחות עוברית
3. גנים מטיפוס Cthrc1 : תפקוד בשושנת הים, מבנה ואבולוציה בעולם החי.
4. גני ה-ADAMTS בתהליכי ההתפתחות והרגנרציה בשושנת הים ובצורבנים אחרים.

1. מנגנונים עצביים של הכאב הכרוני.
2. תכונות הנוירון התחושתי לאחר פגיעה עצבית.
3. מנגנונים מוחיים בבקרה על ערנות והכרה.
4. הפרעות בתחושה בעקבות פגיעה עצבית.
5. מסלולים מוחיים הקשורים לאבדן הכרה בהרדמה כללית.

1. אקולוגיה תפקודית של מאגרי מזון – בדגש על אקולוגיה ואבולוציה של יחסי טורף- נטרף.
2. אקולוגיה של עקה פסיולוגית, מנגנוני הגנה כנגד סיכוני טריפה.
3. יחסי גומלין של מערכות אקולוגיות מעל ובתוך הקרקע, מלכודות אקולוגיות.
4. אקולוגיה של תזונה.
5. סינדרומים התנהגותיים.
6. אקולוגיה ואבולוציה של צבעים ודגמים בולטים המשמשים להגנה מטורף.
7. מחקר זוחלים תוך התמקדות באקולוגיה של לטאות.
8. אקולוגיה של מערכות צחיחות, שמירת טבע מערכתית ושיקום מערכות אקולוגיות פגועות.

1. מנגנונים מולקולריים המבקרים מטסטטיות של תאי לימפומה ממאירים למערכת העצבים המרכזית.
2. מערכת החיסון במוח.
3. מעורבות חלבונים רטרווירלים החודרים לגרעיון בבקרת הממאירות והכושר המחסן של תאי לימפומה.
4. הכוונת (Targetting (גנים למוח ולעין. מנגונני קסנוגניזציה בתאים ממאירים.

1. בקרת תנועה בזרועותיו הגמישות של התמנון כהשראה לתכנון ובקרה של רובוטים הבנויים מחומרים גמישים
2. הבסיס הנוירוביולוגי לתהליכים שמתווכים לימוד וזיכרון בחסר חוליות בעל יכולות קוגניטיבית מתקדמות - התמנון 

1. עיבוד מידע ראייתי באזורים שונים של קליפת המוח. 
2. רשתות עצבים המשרתות זיכרון ולמידה של דמויות וסדר הופעתם.
3. עבוד מידע מקבילי וטורי של ממדים שונים בתהליך הראייה וסיכום תוצאות עיבודים אלו.
4. למידה במערכות סנסוריות.
5. סיווגים ומושגים (concepts and categories)בתפיסה ראייתית.
6. ראייה ותפישה מודעת ובלתי מודעת; הקשר בין התפיסה והמודעות.
7. סיכום, דומיננטיות ועימות בין-עינית
8. תפיסה בחטף ותפיסה בהתבוננות.
9. אסטראטגיות במשחקי תפיסה, זכרון וחשיבה.
10. אשליות הראייה

1. אנליזה מולקולארית של הבקרה על סינתזת קרוטנואידים בפרי.
2. ביולוגיה מולקולרית והנדסה גנטית של קרוטנואידים ואפוקרוטנואידים בעגבנייה.
3. עריכה גנומית והנדסה גנטית בעגבנייה. 

1. הבסיס המולקולרי של הזדקנות ומחלות הזדקנות.
2. זיהוי ואפיון גנים המשפיעים על קצב ההזדקנות התא והאורגניזם השלם.  
3. פיתוח ושימוש במודל ניסויי חדש לחקר הזדקנות – דג הקיליפיש האפריקאי. 
4. שימוש בשיטות גנומיות ומולקולריות מתקדמות בקיליפיש ותאים אנושיים (כגון single-cell RNA-seq, CRISPR screens, ו- Mass spectrometry).
5. יצירה וחקר מודלים גנטים של מחלות הזדקנות בקיליפיש בעזרת CRISPR/Cas9 (כגון מחלות נוירודגנרציה וירידה בתפקוד מערכת החיסון).
6. הדמיה חיה של תהליכי הזדקנות ע"י יצירת דגים טרנסגנים פלוארסנטים.  
7. השפעת תהליכים ביולוגים מוקדמים, כגון קצב בגרות מינית, על קצב ההזדקנות. 

1. מנגנונים עצביים של זכרון לטווח קצר.
2. דימות באמצעות fMRI של אזורים ראייתיים במוח האדם.
3. השפעות קשב (Attention) על ביצוע משימות ראייתיות, וביטויים ברמה העצבית.

1. חישוביות ודינמיקה תפקודית של הולכת אותות במעגלים עצביים ברזולוציה של תא עצב יחיד.
2. פלסטיסיות של רשתות עצביות (למידה וזיכרון, הזדקנות, מחלות ניווניות).
3. שונות פנוטיפית: מהתבטאות גנים ופעילות עצבית להתנהגות.
4. גנומיקה אבולוציונית ופונקציונלית: רשתות שעתוק והקשר בין ביטוי גנים ומבנה הגנום.

1. מנגנונים יוצרי תנודות בתאי עצב בודדים וברשתות עצבים.
2. המבנה הפונקציונלי, המנגנונים התאיים והתפקיד העצבי של המוח הקטן.
3. הפיסיולוגיה של השעון הצירקדיאני.

1. חוסר יציבות הגנום - מנגנוני שבירות ותיקון דנ"א.
2. תרפיה ספציפית למוטציות שחבור. CF כמודל.
3. תרפיה ספציפית למוטציות פסק. CF כמודל.

1. דנ"א עתיק.
2. אפיגנטיקה עתיקה.
3. האבולוציה של האדם - מה הופך אותנו לבני אדם?
4. הקשר בין שינויים אפיגנטיים לשינויים באורחות החיים של בני האדם.
5. כיצד שינויים ברגולציה של גנים משפיעה על האבולוציה?
6. אבולוציה מולקולרית.

1. המנגנון המולקולרי לעמידות צמחים לעקות סביבתיות.
2. איטראקציות צמחים עם אורגניזמים מירוביאליים: סימביוזה ופתוגניות.
3. עקה חימצונית ומות תאי מתוכנת בצמחים ובחיות.
4. מסלולי העברת סיגנלים בצמחים.

1. המנגנונים עצביים והעקרונות חישוביים העומדים בבסיס קבלת החלטות במוח.
2. נוירוכלכלה והייצוג העצבי של מושג הערך (utility).
3. זכרון קצר טווח: פסיכופיסיקה ומודלים עצביים וחישוביים.
4. דינמיקה של תאי עצב ושל רשתות עצביות.

1. מערכות העברת סיגנל של תאים סרטניים.
2. הרג תאים סרטניים ע"י dsRNA.
3. הדמייה של גידולים סרטניים ע"י מעכבים מסומנים בסמני PET.
4. תכנון והכנת מעכברים לחלבונים סרטניים: Src, Jak2, ן-IGF1R .
5. מעכבי PKB.
6. מעכבי עיכוב גידולי פרוסטטה.
7. זיהוי גנים חדשים בתאים סרטניים.

1.    השפעת נוירומודולציה על חישובי דנטריטים.
2.    תפקיד תעלות HCN ועוררות דנדריטית בעכברי מודל לאוטיזם.
3.    רשתות בתת-קליפת המוח המבקרות צלילים אולטרא-סוניים בעכברים.
4.    מעורבות החישוב הדנדריטי בזיכרון העבודה.
 

1. תכונות מבניות וביולוגיות של מוטנטים פעילים של מולקולות MAP kinase 
2. חקר מערכות בעלות אפיניות גבוהה באמצעים מבניים.
3. תכנון חלבונים.
4. חקר מבנה של חלבון RACK1- הבנת אנטראקציות חלבון-חלבון.
5. תכנון מעכבי קינאז.

1. כיצד תורמים מנגנוני אלימות לשגשוג של חיידקים מחוללי מחלות במעי?  
2. יחסי גומלין של בקטריופאג'ים (וירוסים של חיידקים) עם המיקרוביוטה ועם היונק המאחסן.  
3. מנגנועי עמידות כנגד חיידקים מחוללי מחלות במעי.  

1. ביואנפורמטיקה - ארגון גלובלי של כל רצפי החלבונים, פיתוח גישות למיון וסווג אוטומטי של רצפים.
2. ביואנפורמטיקה - נתוח מידע גנומי ופרוטאומי לפיתוח כלים להבנת קשר בין רצפי חלבונים ומבנם.
3. חקר מעורבותם של חלבונים יחודיים בוסיקולות סינפטיות ובאתרי שחרור בסינפסה.
4. שימוש בנוירוטוקסינים כגלאים לתהליכי שחרור במערכות עצבים.
5. גישות פרוטאומיות (גלים דו-ממדיים) לחקר בטוי חלבונים בתאי עצב מתפתחים.
6. ישות גנומיות (בטוי גנים) לחקר בטוי גנים בתאי-עצב מתמיינים.

1. קביעת המבנה של קומפלקס השעתוק החיידקי במצבים המתחמקים מעיכוב אנטיביוטי באמצעות ספקטרוסקופיה של מולקולות בודדות ומודלים חישוביים. 
2. פיתוח שיטות לקביעת מבני חלבונים בתוך התא, באמצעות ספקטרוסקופיה של מולקולות בודדות ומודלים חישוביים.
3. אפיון האוליגומרים של החלבון אלפא-סינוקלאין:
   החלבון אלפא-סינוקלאין, הינו שחקן מרכזי בהתפתחות מחלת הפרקינסון. חלבון זה נוטה להתחבר לחבריו, וכך ליצור סיבים שאינם מסיסים ושוקעים בתווך התאי. תהליך הגירעון של סיב שכזה כולל סוגים רבים של אוליגומרים רבים של החלבון אלפא-סינוקלאין, בעלי גדלים רבים ומבנים שונים. ככל הנראה, מרבית האוליגומרים אינם תורמים ליצירת הסיב. לעומת זאת, ידוע שישנם אוליגומרים של אלפא-סינוקלאין שנוטים להיספח לממברנות של תאים. מטרת הפרויקט: אפיון האוליגומרים של החלבון אלפא-סינוקלאין אשר נוטים להיספח אל ממברנת התא ובכך מהווים פקטור רעילות בהתפתחות מחלת הפרקינסון. האפיון יתבצע באמצעות שילוב של מדידות ספקטרוסקופיה של מולקולות בודדות ומודלים חישוביים.
4. חקר מנגנון העברת אותות האלוסטריים בביולוגיה בכלל וב DNA בפרט:
   באלוסטריה, ליגנד 1 שנקשר לאתר קישור A על גבי חלבון, מוביל לשינוי של יכולת הקישור של מולקולה 2 לאתר קישור B על גבי אותו חלבון. זה קורה גם במקרים בהם אתרי הקישור A ו B מרוחקים זה מזה. אם כן, מתאפשרת תקשורת לאורך החלבון. כיצד העברת האותות האלוסטריים מתאפשרת - מהו המנגנון? האם ניתן לתכנן חלבונים ו DNA שיהיו בעלי תכונות אלוסטריות כרצוננו? האם חלבונים קושרי DNA, מסוגלים "לדווח" על מיקומם לחלבונים קושרי DNA אחרים באמצעות העברת אותות אלוסטריים לאורך DNA?

1. אבולוציה של מנגנוני בקרת ביטוי לאחר תעתוק בדגש על מיקרו-רנ"א ורנ"א קטן.
2. ביוכימיה של ארס שושנות ים והשפעת הסביבה ויחסי טורף/נטרף על הרכבו.
3. אבולוציה מולקולרית של גנים המקודדים לרעלנים חלבוניים בחיות.
4. אבולוציה של תעלות יוניות תלויות מתח ומערכת העצבים הקדמונית.

1. הנדסת רקמות. פיתוח מיקרו לבלב 
2. דור שני של משאבה ביולוגית לשחרור אלמנטים ביולוגיים.
3. דור שני של משאבה ביולוגית לשחרור פקטורי גידול האחראים לאנגיוגנזה, לטיפול במחלות שונות של חסימת ורידים ועורקים. 
4. גילוי ומיצוי אנטיביוטיקות חדשות מדו-חיים.
5. זיהוי ואפיון אותות ופקטורים המעורבים בתהליכי ההזדקנות
6. טיפול בבעיות פוריות ע"י יצירת מיקרו-שחלה. 
7. פיתוח פיגום סינטתי תלת ממדי להנדסת רקמות. 
8. תפקוד רקמות חיבור והשפעתן בקרצינומות. 

1. שימוש בתאי גזע עובריים ותאי גזע מושרים לחקר מחלת הנטינגטון ומחלת משאדו ג'וזף
2. חקר תהליכים אפיגנטיים והטרוגניות תאית בתאי גזע, ובמהלך התמיינות נוירונאלית
3. פלאו-אפיגנטיקה (בשיתוף עם פרופ' לירן כרמל): שחזור מתילציה בדנ"א קדום, ובדיקת פנוטיפים בתאי גזע ומוחונים  (minibrains)
4. הדמיה חיה של תהליכים דינמיים בגרעין התא של תאי גזע מתמיינים
5. מעקב אחר שחלוף היסטונים בגליובלסטומה

1. המבנה של מערכת אור ה-PS I) I) ביצורים פוטוסינתטיים שונים: כחוליות, אצות ירוקות, צמחים עילאיים.
2. בידוד קומפלקסים פוטוסינתטיים טבעיים ובנית מערכות פוטוסינתטיות מלאכותיות מהם (בשיתוף עם פרופ' איתמר וילנר מהמכון לכימיה).
3. איפיון הפעילות הביולוגית של החלבון mitoNEET בשמירת מאזן הברזל בתאים הומניים ובצמחים.
4. קביעת המבנה התלת מימדי של חלבונים קושרי ברזל-גופרית (2Fe-2S) במיוחד בפרדקוסין ו-mitoNEET.

1. אפיון מנגנוני שליטה מטבולית בכבד.
2. התמיינות תאי גזע אנושיים
3. הנדסת רקמת כבד.
4. Hepatitis C Virus (HCV)

1. עיבוד של צלילים טבעיים במערכת השמיעה.
2. טרנספורמציות של ייצוג אותות במעלה מערכת השמיעה.
3. הקשר בין עולם הצלילים הטבעי וייצוג עצבי של אותות במערכת השמיעה

1. אקולוגיה של תנועה: מסגרת תיאורטית-אמפירית חדשה לחקר תהליכי תנועת אורגניזמים שונים בסקאלות שונות במרחב ובזמן.
2. הפצת זרעים ע"י הרוח: מודלים מכניסטים לסביבה הטרוגנית, בדגש הפצה ארוכת- טווח.
3. מנגנוני מעבר גנים ודינמיקה של המבנה הגנטי ביערות טבעיים ונטועים.
4. הפצת זרעים של צמחי פירות עסיסיים ע"י ציפורים ועטלפים.
5. מודלים מכניסטים של תנועת בע"ח בסביבה הטרוגנית.
6. כיצד שוני בתכונות טורפי זרעים מעצב דגמי התחדשות באוכלוסיות צמחים?
7. תהליכי קבלת החלטות בציפורים נודדות: השפעת גורמי הסביבה על מהירות ואופן המעוף.

1. המנגנונים התאיים והמולקולריים המעוררים יצירת חרוטי צמיחה ועיצוב מחדש של הציטוארכיטקטורה של נוירונים, שינויים לטווח זמן ארוך, למידה וזיכרון ברמת הנוירון הבודד.
2. ניתוח המנגנונים המאפשרים לנוירון להתארך, לסגת לנווט, ולשנות צורתו כחלק מתהליכי למידה וזיכרון.
3. הדיפרציאציה של חרוט צמיחה לטרמינאל פרה-סינפטי בעקבות הכרת תא מטרה.
4. סינפטוגנזה ושינויים לטווח זמן ארוך.
5. בניה ולימוד התכונות של היברידים נוירו-אלקטרוניים.
6. בניה ולימוד התכונות של סינפסות מלאכותיות בין נוירונים וטרנזיסטורים.

1. הבסיס המולקולרי לשינויים בדגם המתילציה של דנ"א בגידולים סרטניים.
2. השפעת המתילציה של דנ"א של שעתוק ופעילות טרנספוזונים באדם.
3. היסטונים ומודיפיקציות של היסטונים ומעורבותם בבקרת ביטוי של גנים

1. קשר בין מבנה ותפקיד בחלבון NhaA, דוגמא לחלבונים הממברנלים הפוליטופים המייצגים 30% מחלבוני הפרוטיאום.
2. ביולוגיה מולקולרית של הסתגלות למלח בחיידקים.
3. ביולוגיה מולקולרית של הסתגלות ל-pH בחיידקים.

1. אבולוציה של מסלולים התפתחותיים ושימוש באמבריולוגיה השוואתית למחקר תהליכים אבולוציוניים.
2. השלבים הראשונים בארגון העובר בפרוקי הרגליים והאבולוציה של יצירת דגם הגוף הסגמנטלי.
3. אבולוציה של הראש בפרוקי הרגליים והתהליכים המבחינים בין הראש לגוף..
4. גנומיקה של מערכות מודל חדשות.
5. היסטוריה ביוגיאוגרפית של ארץ ישראל, תוך שימוש באוסף חסרי החוליות הלאומי.

1. מחקרים מבניים לצורך הבנה כיצד מזהה המערכת החיסונית את נגיף ה-HCV, במטרה לסייע בתכנון של חיסון וטיפולים חדשניים כנגד וירוס ה-HCV.
2. פיתוח מערכת לבחינת רמת הביטוי והמסיסות של חלבוני המעטפת של וירוסים.
3. מחקרים מבניים לצורך הבנת מנגנון הכניסה של וירוסים ממשפחת ה hepaciviruses. 
4. מחקרים מבניים וביוכימיים על האינטראקציות בין חלבוני המעטפת של וירוס ה-HCV לבין הקולטנים של התא המאכסן.

1. מנגנון הפעולה והבקרה על פעילות הטלומרז.
2. המבנה התלת מימדי ותפקידיו של מרכיב ה-RNA בקומפלקס הטלומרז.
3. מבנהו ותפקידיו של קצה הטלומר.
4. מחלות גנטיות הנגרמות כתוצאה מפגיעה בתפקוד הטלומרים

במעבדה משולבות מגוון טכניקות מולקולריות, אלקטרו פיזיולוגיות והתנהגותיות לצורך הבנת הארגון הפונקציונאלי של הרשתות הגנטיות והעצביות התומכות בפלסטיות של מערכת העצבים.

1. מגוון המינים והגורמים שמעצבים אותו (מודלים תיאורטיים, מחקרי שדה, ומחקרים ניסויים).
2. השפעות רעייה על חברות צמחים – היבטים תיאורטיים והשלכותיהם לממשק של מערכות אקולוגיות.
3. השלכות של שינויי אקלים והשפעות אדם על מערכות אקולוגיות בהקשר של שמירת טבע.
4. שימוש בכלים חישוביים לתכנון מערכי שטחים מיטביים לשמירה על מגוון ביולוגי..
5. פיתוח מודלים אקולוגיים מבוססי GIS לניבוי דגמי תפוצה של צמחים ובעלי חיים.
6. ניתוח וניבוי של שינויי צומח ארוכי-טווח באמצעות עיבוד ממוחשב של תצלומי אויר.

1. השפעת המיקרוביום על האבולוציה והאקולוגיה של המאחסן
2. אקולוגיה ואבולוציה של מינים בעלי תפוצה כתמית: דינמיקה של מטא-אוכלוסיה
3. שמירת טבע של אוכלוסיות מקוטעות: אקולוגיה, גנטיקה, והתנהגות
4. פרה-היסטוריה של המין האנושי מפרספקטיבה אקולוגית

קביעת המבנה של קומפלקסים חלבוניים גדולים בשילוב שיטות המבוססות על:
1.    ספקטרוסקופיית מסות (mass-spectrometry)
2.    מיקרוסקופיה אלקטרונית
3.    קריסטלוגרפיה ברזולוציה בינונית עד נמוכה
 

1. יחסי גומלין בין אורגניזמים כגורם הקובע את איכות המים בכנרת.
2. הגורמים התאיים והסביבתיים המבקרים פריחות של ציאנובקטריות טוקסיות וייצור טוקסינים בכנרת.
3. מיחזור של CO2 ושל חמצן בין התאים הפוטוסינטטים לסביבתם.
4. בקרה של ביטוי גנים בציאנובקטריה בתגובה לשינויים בריכוז CO2 ועוצמת הארה בסביבה.
5. שימוש בגנים מציאנובקטריה להגברת גידול בצמחים עילאיים.
6. ביולוגיה של קרומי קרקע - אינטראקציות בין האורגניזמים ותגובתם לתהליכי הרטבה  וייבוש.

1. טרנספורט והומאוסטאסיס של מתכות באורגניזמים פוטוסינטתיים: יחסי גומלין בין מערכות טרנספורט, פעילות פוטוסינטתית והסביבה האביוטית.
2. דינאמיקה של תהליכים ביואנרגטיים במערכת הפוטוסינטתית.

1. מסלולים תוך-תאיים לבקרת איכות של חלבונים.
2. מנגנונים לפירוק חלבונים ברטיקולום האנדופלסמטי על ידי מסלול מערכת האוביקוויטין-פרוטאזום.
3. ריאקציות אנזימטיות הכרוכות ביצירה והעברה של שרשראות אוביקוויטין.
4. בקרת יצירה, אגירה, והובלה של שומנים על ידי אוביקוויטין. 

1. אפיון תהליכי בקרה לאחר השעתוק בהתפתחות עוברית של דג הזברה: מיפוי תהליכי בקרה בזמן ובמרחב העוברי, והבנת תפקידם הפיסיולוגי בהתפתחות.
2. בקרה של מולקולות רנ״א אימהי במהלך ה- maternal-to-zygotic transition, כמודל לתהליך התמיינות ראשוני המשותף לכלל החיות ומתבסס על בקרה שלאחר שעתוק.
3. עקרונות של בקרה על מולקולות רנ״א לאחר שעתוק: כיצד תהליכים אלה מבקרים ביטוי של גנים בתא? מהם המנגנונים המולקולריים המקודדים אותם? מהו הקוד הגנומי הקובע את אופן פעילותם?

1. מנגנונים מולקולריים של וויסות קיפול חלבונים בתא ותגובה למצבי עקה שונים.
2. ביולוגיה מערכתית של בקרת חמצון בתא ובאורגניזם שלם.
3. הצדדים הבהירים והאפלים של מחמצנים תאים והפשעתם על הזדקנות והתפתוחות של מחלות ניורדגנרטיביות.
4. פיתוח כלים המבוססים על מס ספקטרומטריה לאיפיון של שינויים במבנה של חלבונים. 

1. בקרת תהליכי התמיינות של תאי גזע עובריים באמצעות מחיקת פעילות של פקטורים כרומטיניים (שימוש בכלים מתקדמים לעריכה גנטית CRISPR/Cas9).
2. פיתוח טכנולוגיות מיקרופלואידיות (drop based microfluidics) המאפשרות אפיון הטרוגניות באוכלוסיית תאים ע"י מדידות של התבטאות גנים, מטילציה של דנא ומצבים כרומטיניים ברמת התא הבודד (משלב עבודה בחדר נקי-Nano center).
3. שימוש ופיתוח של כלים חישוביים שיאפשרו לנתח ולאפיין רשתות רגולטוריות בתהליכי התמיינות תאיים (נדרש ידע מוקדם בשפת תכנות והבנה סטטיסטית).
4. אפיון אפי-גנטי של אנהנסרים בתהליך התמיינות עצבית.
5. איך מחזור התא ושכפול דנא משפיעים על ומושפעים מתהליכי בקרה כרומטיניים.

1. מקורות רעש בתאי עצב והשפעתם על קיבולת האינפורמציה העצבית (בשיתוף עם י. ירום ונ. תשבי).
2. הולכת סיגנלים חשמליים בעצים דנדריטיים המכילים תעלות אקסיטביליות " Hot Spots": התנאים להגברה סינפטית, פעולות לוגיות וחישובים אלמנטריים על פני העץ הדנדריטי.
3. ניתוח, באמצעות סימולצית מחשב, של השפעת קלט מאסיבי על התנהגותו החשמלית של תא העצב.
4. תהליכי עיבוד אמפורמציה במעגלים קורטיקלים ריאליסטיים. שילוב של עבודה ניסויית על חתכים מקליפת המוח (במערכת האינפרא-אדום החדשה) ועבודה תאורטית לסימולציה של עיבוד מידע ברשת קורטיקלית (בשיתוף עם פרופ' י. ירום וד"ר מרקרם, מכון וייצמן.)
5. מנגנונים תאיים ליצירת אוסצילציות חשמליות בתאי עצב וברשתות עצביות (בשיתוף עם פרופ' י. ירום).
6. שיטות אנליטיות לתיאור פשוט מבחינה מתמטית של יחסי הפלט-קלט בתא עצב מורכב

1. תפקיד הנשאים הרב-תרופתיים ברכישת עמידות לאנטיביוטיקה.
2. שינויים במטבולום החיידק בחשיפה לאנטיביוטיקה.

1. בקרת שחבור חלופי במערכת העצבים: ממצבי לחץ למחלות ניווניות..
2. קולטני תקשורת בין מערכת העצבים למערכת החיסון.
3. .micro-RNA in brain-to body communication

1. עיצוב קלמודולין על מנת לשנות את ספציפיות הקשירה שלו לחלבוני מטרה שונים.
2. תכנון ביו-סנסורים המתבססים על קלמודולין.
3. עיצוב הטוקסין פסיקולין על מנת לשנות את ספציפיות הקשירה שלו.
4. עיצוב חלבונים המתקפלים לקונפורמציות שונות.
    

1. גנומיקה חישובית של הפרעות נוירו-התפתחותיות (אוטיזם, סכיזופרניה, ומוגבלות שכלית התפתחותית)
2. חקר גנים כרומטיניים המעורבים באוטיזם באמצעות תאי גזע עובריים המתמיינים לנוירונים
3. אפיון של גנים המשפיעים על התנהגות באמצעות מודלים עכבריים 
4. סריקה של אינטראקציות גנטיות ברחבי הגנום תוך שימוש במערכת CRISPR/Cas9

1. בקרת המיוזה בשמר כתהליך התמיינות תאי.
2. תיקון דנ"א בשמרים ובצמחים.
3. אזורי אי-יציבות בגנום האנושי.
4. תהליך הרקומבינציה במיוזה.

פיתוח שיטות חישוביות לבניית מודלים מבניים של קומפלקסים מרובי חלבונים בעזרת אינטגרציה של מידע משיטות נסיוניות, פיזיקה וסטטיסטיקה:
X-ray crystallography, NMR spectroscopy, 2D and 3D Electron Microscopy (EM), Small Angle X-ray Scattering (SAXS), Mass Spectrometry (MS), Hydrogen–deuterium exchange (HDX), mutations, force fields, sequence conservation and covariation.  

בניית מודלים מבניים עבור חלבונים גמישים, בעלי מספר קונפורמציות, בעזרת אינפורמציה מניסויים.
פיתוח שיטות לחיזוי אפיטופים בעזרת מידול תלת מימדי של מבני התגובה החיסונית כגון אינטרקציות נוגדן-אנטיגן, חיתוך של חלבונים אנטיגנים ע״י תאים של מערכת חיסונית, הצגה של פפטידים אנטיגנים, זיהוי בעזרת רצפטורים והפעלת תגובה חיסונית.