Činnost laboratoře je zaměřena na výzkum diferenciace tkání a jejím cílem je objasnění molekulárních a buněčných mechanismů podílejících se na určení tvaru, počtu a konečného tvaru zubů včetně vytvoření funkčního komplexu s přilehlou kostní tkání. Jeden z výzkumných směrů v této oblasti se aktuálně týká 3D zobrazení morfogeneze korunky a kořenové části zubu. Současně jsou sledovány kandidátní molekuly a signální dráhy zúčastňující se vymezení prostoru pro zub a kost při odontogenezi včetně remodelace čelistní kosti. Vývoj náhradní dentice je sledován u plazů i savců, kteří mají schopnost vyměnit zuby jednou až několikrát za život. Výzkum u plazů je zvlášť významný, protože otevírá možnost porovnání významných morfogenetických procesů a signálních drah, které vedou k druhově specifickým charakteristikám ve stavbě obličeje. Cílem tohoto výzkumu je najít případné homologie mezi plazími a savčími mechanismy vzniku komplexního tvaru zubu a náhradní dentice.  Aktuálním cílem výzkumu obličeje detailní analýza genové exprese kraniofaciálních struktur v raných stádiích embryonálního vývoje za normálních i experimentálních podmínek. Vývoj končetin je důležitým externím rysem embryonálního vývoje. Separace jednotlivých prstů končetin je navíc nejznámějším příkladem programované buněčné smrti (apoptózy). Výzkum je zaměřen nejenom na aspekty zániku meziprstních segmentů, ale také na další diferenciaci tkání prstů i celé končetiny. Znalost vývojových mechanismů, které se uplatňují při morfogenezi a remodelaci tvrdých tkání, je kromě základního výzkumu důležitá i v klinických aplikacích molekulární stomatologie. Výzkum na modelech s více generacemi zubů lze navíc snadno extrapolovat na dvougenerační lidskou dentici. Do této oblasti směřuje také sledování molekulární podstaty ageneze zubů, hypodoncie a možnosti diagnostiky těchto poruch. Jeden z výzkumných směrů se týká kmenových buněk s aplikacemi v postupech přirozené náhrady dentice s využitím tkáňového inženýrství.

Laboratoř využívá metody molekulárních analýz jako RealTime PCR, kapilární a NGS (next generation sequencing) sekvenování a DNA čipy a mikroskopické techniky - světelnou, fluorescenční a elektronovou mikroskopii. Laboratoř spolupracuje s tuzemskými i zahraničními vysokými školami v rámci školení bakalářských studentů, diplomantů a doktorandů.

Odontogeneze
Výzkum poruch vývoje dentice je prováděn ve spolupráci se Stomatologickou klinikou FNUSA. V rámci výzkumu probíhá skríning mutací v genech, které se účastní regulace procesu odontogeneze u pacientů s oligodoncií nebo hypodoncií. Laboratoř objevila nové mutace a polymorfizmy, který jsou průběžně publikovány.

Molekulární psychiatrie
Laboratoř je zaměřena na výzkum molekulární podstaty psychických poruch jako jsou Azheimerova choroba, schizofrenie a alkoholizmus. Při výzkumu onemocnění mozku jsou využívány zejména metody asociačních studií a porovnávání alelických a genotypových frekvencí polymorfizmů kandidátních genů mezi osobami v kontrolním souboru a osobami s psychickou poruchou. Výsledky, které asociační studie přinášejí, zásadně mění pohled na procesy vedoucí k patogenezi psychických poruch. Při výzkumu je využívána DNA čipová technologie, NGS sekvenování a RealTime PCR metody. Výsledky asociačních studií jsou ověřovány in vitro a in vivo na zvířecích modelech včetně fluorescenční a elektronové mikroskopie. Výzkum je navázán na spolupráci s University of Sydney.

Studium obezity
Laboratoř je dále zaměřena na výzkum chuti mastných kyselin ve vztahu k obezitě a její genetické podmíněnosti. V rámci dosavadního výzkumu byl ověřen vztah mezi vybranými polymorfizmy genu pro CD36 a obezitou. Výzkum zahrnuje nejen molekulární analýzy lidského genomu, ale také metody fluorescenční a elektronové mikroskopie a tkáňových kultur. Výzkum je navázán na spolupráci se zahraničními univerzitami.

Centrum studia vlastností toxických nanočástic
Laboratoř se zaměřuje na výzkum vlivu toxických vlastností nanočástic na myší tkáně. Laboratoř je součástí Centra studia toxických vlastností nanočástic, organizovaného VUVel Brno. V rámci studií probíhá výzkum vlivu nanočástic těžkých kovů a dalších prvků na tkáně. Při výzkumu jsou využívány metody světelné a elektronové mikroskopie (TEM a SEM).