Evolutionary Dynamics
Biología computacional y Bioinformática
Dr. Ildefonso Cases Díaz
Investigador Asociado
Resumen
Nuestra investigación se centra en el desarrollo y aplicación de métodos de inteligencia artificial para construir representaciones computacionales de entidades biológicas, incluyendo proteínas, genes, regiones reguladoras, células y organismos. Estas representaciones transforman objetos biológicos complejos en espacios numéricos donde pueden compararse, organizarse y analizarse mediante herramientas matemáticas y computacionales.
El objetivo central es comprender qué información biológica contienen dichas representaciones. Así, estudiamos cómo propiedades como la función molecular, las relaciones evolutivas, la diversidad biológica o la organización de sistemas celulares están contenidas en estos espacios de representación, permitiendo explorar principios biológicos que no son evidentes a partir de los datos originales.
Otra parte de nuestro trabajo consiste en desarrollan herramientas predictivas a partir de estas representaciones. Estos enfoques permiten transferir conocimiento entre proteínas, genes o células relacionadas, superando algunas de las limitaciones de los métodos tradicionales basados exclusivamente en similitud de secuencia u homología.
Finalmente, estas representaciones se utilizan como herramientas para abordar preguntas fundamentales en biología evolutiva y funcional. Entre ellas se incluyen el estudio de la convergencia evolutiva, la aparición de nuevas funciones biológicas, la organización del espacio funcional de las proteínas o la identificación de patrones evolutivos a gran escala. El objetivo último es utilizar la inteligencia artificial no solo como una herramienta predictiva, sino también como un marco para comprender cómo se organiza y evoluciona la información biológica.
Publicaciones recientes
-
Fernández R, Valverde S, Bombarely A, Cases I, Handley SA, Rojas AM. (2026) Rethinking molecular evolution through protein language model embeddings. Trends Genet. Jun 15:S0168-9525(26)00141-1. doi: 10.1016/j.tig.2026.05.014.
-
Martínez-Redondo,G.I., Perez-Canales F.M., Carbonetto B., Fernández J.M., Barrios-Núñez I., Vázquez-Valls M., Cases, I. , Rojas A.M. and Fernández R (2025) FANTASIA leverages language models to decode the functional dark proteome across the Animal Tree of Life . Commun Biol.14;8(1):1227. doi: 10.1038/s42003-025-08651-2
-
Cases I., Martínez-Redondo G.I., Fernández R. and Rojas AM. (2025) Functional annotation of proteomes using protein language models: a High-throughput implementation of the ProtTrans model. Methods in Molecular Biology, 2941:127-137, doi: 10.1007/978-1-0716-4623-6_8
-
Maya-Miles D, García-Martínez J, Cases I, Pasión R, de la Cruz J, Pérez-Ortín JE, Muñoz-Centeno MC, Chávez S. (2025) Regulation of transcription elongation anticipates alternative gene expression strategies across the cell cycle. PLoS One. 7;20(5):e0317650. doi: 10.1371/journal.pone.0317650
-
Verdugo-Sivianes EM, Espinosa-Sánchez A, Cases I, Rojas AM, Otero-Albiol D, Romero L, Blanco JR, Carnero A. (2024) MEG8 as an antagonistic pleiotropic mechanism in breast cancer. Cell Death Discov. Dec 20;10(1):509. doi: 10.1038/s41420-024-02272-0. PMID: 39706842; PMCID: PMC11662018.
-
Barrios-Núñez,I., Martínez-Redondo,G.I., Medina-Burgos, P., Cases I *., Fernández, R.*, Rojas A.M.* (2024) Decoding functional proteome information in model organisms using protein language models. NAR Genomics and Bioinformatics, 6, 3, doi:10.1093/nargab/lqae078
-
Rueda AD, Salvador-Martínez I, Sospedra-Arrufat I, Alcaina-Caro A, Fernández-Miñán A, Burgos-Ruiz AM, Cases I, Mohedano A, Tena JJ, Heyn H, Lopez-Rios J, Nusspaumer G.(2024 ) The cellular landscape of the endochondral bone during the transition to extrauterine life. Immunol Cell Biol. Feb;102(2):131-148. doi: 10.1111/imcb.12718.
-
Marlétaz F, de la Calle-Mustienes E, Acemel RD, Paliou C, Naranjo S, Martínez-García PM, Cases I, Sleight VA, Hirschberger C, Marcet-Houben M, Navon D, Andrescavage A, Skvortsova K, Duckett PE, González-Rajal Á, Bogdanovic O, Gibcus JH, Yang L, Gallardo-Fuentes L, Sospedra I, Lopez-Rios J, Darbellay F, Visel A, Dekker J, Shubin N, Gabaldón T, Nakamura T, Tena JJ, Lupiáñez DG, Rokhsar DS, Gómez-Skarmeta JL. (2023) The little skate genome and the evolutionary emergence of wing-like fins. Nature. Apr;616(7957):495-503. doi: 10.1038/s41586-023-05868-1. Epub 2023 Apr 12. PMID: 37046085
-
Fragoso-Luna A, Romero-Bueno R, Eibl M, Ayuso C, Muñoz-Jiménez C, Benes V, Cases I, Askjaer P. (2023) Expanded FLP toolbox for spatiotemporal protein degradation and transcriptomic profiling in Caenorhabditis elegans. Genetics. 223(1):iyac166. doi: 10.1093/genetics/iyac166
-
Leon A, Subirana L, Magre K, Cases I, Tena JJ, Irimia M, Gomez-Skarmeta JL, Escrivá H, Bertrand S. (2022) Gene Regulatory Networks of Epidermal and Neural Fate Choice in a Chordate. Mol Biol Evol. 39(4):msac055. doi: 10.1093/molbev/msac055.




