Nuestra actividad investigadora se centra en el estudio de la cadena de transporte de electrones mitocondrial de mamíferos (MtETC) y la H⁺-ATP sintasa, que constituyen el sistema de fosforilación oxidativa (OxPhos), y sus implicaciones en el control de la homeostasis del organismo, la regulación del metabolismo y las implicaciones fisiopatológicas.

Nuestro trabajo busca establecer las interrelaciones entre la estructura genómica individual y poblacional que codifica para la función OxPhos, su interacción con el ambiente (dieta, modo de vida, exposoma, etc), y su participación causal en enfermedades raras, enfermedades comunes (cardiovasculares, neurológicas, metabólicas) y en el envejecimiento saludable.

Integramos información de la función OxPhos a muy distintos niveles, bioquímico, estructural, genético, celular, tisular, a nivel de órgano y en organismo completo. Analizamos comparativamente distintos vertebrados, pez zebra, ratón y humanos. De este modo estudiamos las consecuencias funcionales de la variabilidad genética del ADNmt, y de los genes nucleares que codifican componentes OxPhos y analizamos como la genética condiciona el metabolismo del organismo, su respuesta a los fármacos, la predisposición a las enfermedades y al envejecimiento saludable. Buscamos explicar los límites entre la patología y la variabilidad funcional de las alteraciones del sistema OxPhos. En particular, estudiamos el papel de las ROS mitocondriales como señalizadores fundamentales en la adaptación del sistema OxPhos a los requisitos metabólicos de la célula.

A nivel molecular investigamos la función de los nuevos modelos de organización estructural del transporte electrónico mitocondrial, en concreto nuestra propuesta del "Modelo de Plasticidad" para explicar la organización dinámica de la cadena respiratoria mitocondrial. Por un lado, explicamos el valor funcional de las asociaciones de complejos respiratorios en superestructuras, y la conexión entre la dinámica mitocondrial y la función bioenergética, para entender como las células optimizan y regulan molecularmente su capacidad metabólica, induciendo cambios estructurales en la cadena de transporte electrónico.

Más especialmente estamos interesados en el papel de las mitocondrias en el desarrollo y homeostasis del sistema cardiovascular y en su papel en la resiliencia y capacidad regenerativa del mismo frente a enfermedades. Por lo tanto, nuestro objetivo es comprender la relevancia de las mitocondrias y el sistema OXPHOS en la fisiopatología del corazón, incluida la isquemia-reperfusión, la insuficiencia cardíaca y la actividad eléctrica del corazón. También, investigamos la relevancia mitocondrial en los procesos de inflamación, obesidad y la fisiopatología vascular. Finalmente, estamos interesados en el estudio de la contribución de la genética mitocondrial, y su papel como organismo integrador del metabolismo, en el proceso de envejecimiento saludable.