Después hizo su doctorado en Bioquímica en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM, 1985), donde también hizo un primer postdoc en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM) durante dos años.
Entonces trabajó en el plegamiento erróneo de proteínas en relación con enfermedades (como las relacionadas con el amiloide) y se especializó en el diseño computacional de proteínas para obtener nuevas funciones biológicas, alrededor del que creó software (como FoldEx).
Específicamente quiere conseguir una comprensión de los sistemas biológicos a nivel cuantitativo con el objetivo final de predecir sus características y poder diseñar y modificar su comportamiento.
Combinan el análisis teórico y experimental (utilizando diferentes ómicas).
Durante su carrera ha publicado más de 300 artículos científicos, revisiones y capítulos de libros, ha fundado diferentes empresas biotecnológicas, como Cellzome (Heidelberg, Alemania), Diverdrugs (Barcelona), EnVivoPharmaceutical (Boston, EE.