Mis principales intereses científicos y mis líneas de trabajo actuales son:
Evolución de los Sistemas Reproductivos y de los Cromosomas Sexuales de Plantas
El estudio de los sistemas de determinación sexual y los cromosomas sexuales en plantas despierta un enorme interés científico debido a que la separación de sexos (dioecia) ha surgido de forma independiente y relativamente reciente en múltiples linajes vegetales, a diferencia de lo que ocurre en animales, cuyos cromosomas sexuales aparecieron hace mucho más tiempo. Esto convierte al reino vegetal en un laboratorio vivo excepcional para estudiar las primeras etapas de la evolución cromosómica, permitiéndonos rastrear cómo los cromosomas sexuales dejan de recombinar y se diferencian, fundamentalmente como consecuencia de la aparición de reordenaciones cromosómicas y la acumulación de secuencias repetidas, y qué genes están implicados en la determinación sexual.
A diferencia de los animales, donde tener sexos separados es la norma, en las plantas con flores esta característica es una rareza que sólo ocurre en un 6% de las especies. Durante mucho tiempo, hemos asumido que los cromosomas sexuales de las plantas eran un invento evolutivo muy reciente. ¿El motivo? Al observarlos bajo el microscopio, los cromosomas masculinos y femeninos de la mayoría de las plantas son morfológicamente indistinguibles (homomórficos). Nuestros estudios más recientes están demostrando que, aunque algunos cromosomas vegetales acaban de nacer, en términos evolutivos, otros podrían ser mucho más antiguos. Mi grupo ha llevado a cabo múltiples estudios en este campo usando como material la papaya, el pistacho o especies del género Rumex. En la actualidad, buscamos nuevos modelos vegetales para seguir profundizando en nuestro conocimiento sobre los orígenes de los cromosomas sexuales vegetales y caracterizar los genes responsables de la determinación sexual en cada caso.
Biología Reproductiva del Lenguado
En el mundo de la acuicultura, descifrar cómo se determina el sexo es el santo grial para optimizar la producción. En el caso del lenguado (Solea senegalensis), nuestro grupo ha logrado un avance histórico al identificar al gen FSHR (receptor de la hormona foliculoestimulante) como el firme candidato a ser el gen maestro del sexo. En esta especie, con un sistema clásico \(XX/XY\), los machos portan una versión exclusiva del gen ligada al cromosoma Y (\(fshr^y\)) que difiere de la versión femenina (\(fshr^x\)) en 41 mutaciones puntuales (SNPs). Otro gran problema del cultivo del lenguado es la dificultad para consolidar la primera generación filial (\(F_1\)), ya que los machos criados en cautividad presentan altas tasas de infertilidad. Nuestros estudios indican que el problema de la producción de la \(F_1\) radica en un fallo en la maduración final del esperma debido a que las señales del gen maestro y los receptores gonadales no se coordinan adecuadamente, probablemente por la ausencia de estímulos ambientales adecuados. Estudiar a fondo estas anomalías a nivel epigenético y transcriptómico centra gran parte de nuestros esfuerzos actuales.
Uso de Marcadores Moleculares para la Preservación de la Biodiversidad y del Patrimonio Botánico y Cultural
Mi grupo de investigación, en colaboración con el Campus de Excelencia Internacional del Mar (CEIMAR), lleva algunos años trabajando en proyectos de conservación de la biodiversidad en el Mar de Alborán, un ecosistema vulnerable gravemente amenazado. Hemos llevado a cabo estudios centrados en grupos taxonómicos concretos, lo que ya nos ha permitido describir nuevas especies del complejo de corales Parazoanthus axinellae o secuenciar el genoma mitocondrial de la apreciadísima quisquilla de Motril (Plesionika edwardsii). Asimismo, estamos usando herramientas no invasivas de mayor alcance, como es el ADN ambiental, que nos permitan estimar con mayor precisión el estado de salud general de este enclave y aportar datos críticos para su gestión. Al saltar a la superficie, estas mismas herramientas moleculares se ponen al servicio del patrimonio cultural y botánico: por un lado, ayudándonos a caracterizar el mirto original de los jardines de la Alhambra de Granada (el denominado mirto morisco) y, por otro, caracterizando nuevas variedades vegetales (en este caso de pistacho) para su uso en agronomía.
Desarrollo de Herramientas Bioinformáticas
El cuello de botella de la biología actual ya no es la obtención de datos, sino su procesamiento. Es por ello que mi equipo de trabajo ha desarrollado algunas herramientas bioinformáticas que alivian el trabajo rutinario de un laboratorio de Biología Molecular. Hemos creado un software para el análisis de secuencias de ADN satélite (satDNA Analyzer), hemos diseñado una IA capaz de automatizar el procesamiento de imágenes (FlydAI), hemos publicado un protocolo para la creación de idiogramas cromosómicos usando programas de ofimática (Excel Mapper) y hemos creado una serie de herramientas web utilizables en entornos educativos (Calculadora de Genes y Mendelius).
