Multicellular Dynamics

Control del crecimiento e identidad de los órganos durante el desarrollo y la evolución

Dr Fernando Casares

Investigador/a Principal

Buscamos candidat@s para las convocatorias Juan de la Cierva para investigador@s postdoctorales y becas FPU para investigador@s predoctorales para incorporarse a nuestro grupo.

Fechas: Juan de la Cierva: 12/11/2026 al 26/11/2026; FPU: 20/10/2026 – 12/11/2026

Links de interés:

https://www.aei.gob.es/convocatorias/buscador-convocatorias/ayudas-contratos-juan-cierva-2026

https://www.aei.gob.es/convocatorias/buscador-convocatorias/ayudas-formacion-profesorado-universitario-fpu-2026

Contacta con Fernando Casares: fcasfer@upo.es, enviando un CV y, si es por los contratos FPU, una transcripción del expediente académico.

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Resumen


En nuestro grupo nos interesa comprender cómo las células toman decisiones de manera colectiva, de forma que no solo adopten destinos celulares específicos, sino que además lo hagan en números y patrones precisos.

Utilizamos Drosophila como organismo modelo y, como principal sistema experimental, el desarrollo de su ojo. Nuestra investigación combina distintos enfoques, entre ellos la genética del desarrollo, la genómica, la edición genética, la imagen cuantitativa y la modelización matemática y computacional.

 


Actualmente, trabajamos en las siguientes líneas de investigación:
  1. Control por retroalimentación

El desarrollo, es decir, el proceso mediante el cual los organismos se construyen a sí mismos, es extraordinariamente robusto. Esta robustez se debe en gran medida a la existencia de mecanismos de retroalimentación. Sin embargo, dichos mecanismos integran procesos que operan a escalas muy diferentes: molecular, celular, tisular y organísmica.

Investigamos un proceso concreto de control por retroalimentación que garantiza que los ojos izquierdo y derecho alcancen tamaños muy similares (1). En este mecanismo, la vía de señalización Dpp/BMP desempeña un papel fundamental al regular la proporción de células progenitoras que sufren apoptosis. Comprender este sistema requiere entender por qué los progenitores son propensos a morir y cómo la señalización por Dpp evita dicha muerte celular.

  1. Estados de transición y regulación de los “flujos” del desarrollo

Cada vez que un grupo de células toma una decisión durante el desarrollo, debe atravesar un estado particular denominado estado de transición.

En este estado, las células se vuelven más heterogéneas, tal como revelan los análisis transcriptómicos de célula única. Esta heterogeneidad se ha interpretado como un requisito para que las células puedan acceder a múltiples trayectorias de desarrollo potenciales antes de inclinarse por una de ellas.

La mayor parte de la investigación en este campo se ha centrado en caracterizar los estados intermedios que las células recorren a lo largo de su trayectoria de diferenciación. Nuestro interés, en cambio, se centra en comprender cómo las células entran y salen del estado de transición.

Este estado no solo es esencial para permitir el avance de las trayectorias de desarrollo, sino también para regular la proporción de células que siguen vías alternativas; es decir, para controlar el flujo de células a lo largo de dichas trayectorias.

  1. Reprogramación natural

Nos centramos en una decisión de desarrollo especialmente llamativa y en el estado de transición asociado a ella.

Durante el desarrollo del ojo de Drosophila, las células proneurales deben elegir entre dos alternativas: diferenciarse directamente en fotorreceptores (células R, neuronas especializadas en la detección de la luz) o ser «reprogramadas» hacia un nuevo estado progenitor en el que olvidan su programa proneural inicial.

Como consecuencia, estas células adquieren la capacidad de diferenciarse no solo en una nueva tanda de células R, sino también en varios tipos celulares no neuronales. Si está familiarizado con la metáfora del paisaje epigenético de Waddington, sería como si algunas células estuvieran desplazándose cuesta arriba por ese paisaje.

El camino por el que el neuroepitelio que da lugar al ojo se bifurca: una ruta transforma las células precursoras en fotoreceptores (R) directamente. Sin embargo, otra rama da lugar a células que pierden sus atributos neurales y se convierten en progenitores multipotentes (P). Estos progenitores darán lugar no solo a más R sino a otros tipos celulares (C, P, S). En la bifurcación que lleva a P, se produce una «reprogramación». Uno de los factores de transcripción que se activan durante la reprogramación es Lozenge (lz, en amarillo en la imagen superior. La pérdida de la función de Lz resulta en ojos muy defectuosos. Genes de la familia de Lz son necesarios para mantener el estado multipotente de los progenitores sanguíneos en seres humanos.

Si deseas obtener más información sobre nuestro trabajo, puede consultar nuestra lista completa de publicaciones o permanecer en este sitio web y visitar la sección dedicada a nuestros Proyectos de Investigación.

También puede visitar nuestra página de Noticias, donde compartimos novedades sobre la actividad y la vida diaria del laboratorio.

Y si le interesa incorporarse a nuestro grupo, no dude en ponerse en contacto con Fernando Casares: fcasfer@upo.es.

Algunas Publicaciones Relevantes


1: Luque-Caballero G, Díaz AJ, Casares F, Cuetos A. Emergent symmetries and phase phenomenology in an individual-based model of cell-like particles with internal mobility. Soft Matter. 2026 Aug 19;22(32):5377-5390. doi: 10.1039/d6sm00469e. PMID: 42548265.

2: Garrido-García J, Walther RF, Torres-Tirado J, Andrés-San Román JA, Sanz-Herrera JA, Pichaud F*, Casares F*, Escudero LM*. A natural programmable metamaterial controls 3D curvature of compound eyes. Nat Commun. 2026 Jun
30;17(1):5553. doi: 10.1038/s41467-026-74276-6. PMID: 42380113; PMCID: PMC13319490.

3: Navarro T, Torres J, Sáez-Moreno R, Guerrero G, Almudí I, Iannini A, Figueras J, Wotton K, Aerts S, Casares F. Expanding the fly eye gene regulatory network: From Drosophila to the hoverfly Episyrphus balteatus. PLoS Genet. 2026 Feb 26;22(2):e1011864. doi: 10.1371/journal.pgen.1011864. PMID: 41746980; PMCID: PMC12962518.

4: Martin-Blanco CA, Navarro P, Esteban-Collado J, Serra F, Almudi I, Casares F. Gill regeneration in the mayfly Cloeon uncovers new molecular pathways in insect regeneration. Open Biol. 2024 Nov;14(11):240118. doi: 10.1098/rsob.240118. Epub 2024 Nov 27. PMID: 39591992; PMCID: PMC11597413.

5: Navarro T, Iannini A, Neto M, Campoy-Lopez A, Muñoz-García J, Pereira PS, Ares S*, Casares F*. Feedback control of organ size precision is mediated by BMP2-regulated apoptosis in the Drosophila eye. PLoS Biol. 2024 Jan 30;22(1):e3002450. doi: 10.1371/journal.pbio.3002450. PMID: 38289899; PMCID: PMC10826937.

6: Míguez DG, Iannini A, García-Morales D, Casares F. The effects of Hh morphogen source movement on signaling dynamics. Development. 2022 Dec 1;149(23):dev199842. doi: 10.1242/dev.199842. Epub 2022 Dec 7. PMID: 36355083;
PMCID: PMC10114110.

Para la lista completa de publicaciones, clique aquí

 


Miembros actuales del grupo

Tel.: +34 954 348 965

Fernando Casares (Investigador Principal, PI)
fcasfer@upo.es | +34 954 348 947

Genoveva Guerrero
Estudiante de doctorado
gguejim@upo.es

Reinaldo Sáez
Estudiante de doctorado
rsaemor@upo.es

Paulina Londoño
Estudiante de doctorado
plontam@alu.upo.es

Miguel Brun-Usan
Investigador posdoctoral (Programa MOMENTUM)
m.brunusan@gmail.com

Antonella Iannini
Responsable de laboratorio (Lab Manager)
aiannini@upo.es

Antonio J. Díaz
Técnico de laboratorio
ajdiaper1@upo.es

Desde la izquierda: Antonella Iannini, Fernando Casares, Antonio Díaz, Paulina Londoño, Reinaldo Sáez, Miguel Brun-Usan, Genoveva Guerrero

Miembros anteriores del grupo

Paulo S. Pereira
Jose Bessa
Marie-Laure Dichtel-Danjoy
Catarina Bras-Pereira
Sofia Pinho
Maria Joao Tavares
Joana Santos
Anette Brockmann (Arbeit student)
Duygu Pembe Oksuz (Erasmus Student)
Lola Asencio
Joana Caldeira
Carlos M. Luque
Ana Sara Monteiro
Asunción Lago Lestón
Critina Piñeiro
Carla S Lopes
Daniel Aguilar Hidalgo
María A. Domínguez-Cejudo
Amer Al-khatib, former Master student from University of Florence
Gema Villa Fombuena
Chiara Genovese, intern
Marta Neto
Máximo Sánchez-Aragón
Diana García-Morales
Jesús Torres
Tomás Navarro

Colaboradores

Proyecto ALIS

  • Luciano Marcón (CABD)
  • Elena Camacho (CABD/US)
  • Juan Poyatos (MNCN)
  • Miguel Brun-Usan (CABD)

 

Desde la izquierda: Elena Camacho-Aguilar, Juan Poyatos (MNCN), Luciano Marcon, Fernando Casares, Miguel Brun-Usan.

Otras colaboraciones

    • Franck Pichaud, University College London (UCL), Londres, Reino Unido.
    • Dagmar Iber, ETH Zürich, Basilea, Suiza.
    • Alejandro Cuetos, Universidad Pablo de Olavide (UPO), Sevilla, España.
    • David G. Míguez, CBM-SO/UAM, Madrid, España.
    • Saúl Ares, CNB/CSIC-UAM, Madrid, España.
    • Alistair McGregor, Durham University, Durham, Reino Unido.