Sergio Romero Romero

Intereses de Investigación

Contamos con posiciones abiertas a nivel Licenciatura, Maestría y Doctorado (incluyendo estancias de investigación, prácticas profesionales, y servicio social). ¡Contáctanos para más información!

We have open positions at Bachelor, Master, and PhD levels (including research stays, internships, and social service). Contact us for more information!
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Laboratorio de Bioquímica, Evolución y Diseño de Proteínas

Nuestro grupo investiga distintos aspectos de unos de los efectores más importantes de la vida, las proteínas. Nuestro principal interés es estudiar y caracterizar -a nivel funcional, estructural y de estabilidad- las propiedades de diversas proteínas naturales, así como explorar el espacio de secuencia que está fuera de las fronteras de la evolución, esto es, el espacio accesible para diseñar nuevas proteínas y enzimas con topologías, propiedades y funciones novedosas.

Para esto, combinamos aproximaciones computacionales de vanguardia (métodos físicos clásicos, docking molecular, modelado estructural de proteínas, bioinformática a distintos niveles estructurales, modelos de lenguaje, redes neuronales profundas y otras estrategias basadas en Inteligencia Artificial) con metodologías experimentales (biología molecular, expresión y purificación de proteínas, evolución dirigida, técnicas biofísicas, métodos espectroscópicos, biología estructural —cristalografía de proteínas por rayos X, resonancia magnética nuclear, dispersión de rayos X de ángulo pequeño—, ensayos funcionales in vitro e in vivo, entre otras). Con este conocimiento nos interesa saber cómo las proteínas han evolucionado en su nivel actual de complejidad estructural y funcional, así como aplicar la información acumulada en diversas áreas de estudio para el diseño e ingeniería de nuevas macromoléculas y sus ligandos.

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Protein Biochemistry, Evolution & Design Lab

Our group investigates different aspects of one of the most important effectors of life, proteins. Our main interest is to study and characterize -at functional, structural, and stability levels- the properties of several natural proteins, as well as to explore the sequence space that lies outside the evolutionary frontiers, that is, the space accessible to design new proteins and enzymes with novel topologies, properties, and functions.

For this, we combine state-of-the-art computational approaches (classical physical methods, molecular docking, protein structure modeling, bioinformatics at different structural levels, language models, deep neural networks, and other AI-based strategies) with experimental methodologies (molecular biology, protein expression and purification, directed evolution, biophysical techniques, spectroscopic methods, structural biology —X-ray protein crystallography, nuclear magnetic resonance, small-angle X-ray scattering—, in vitro and in vivo functional assays, among others). With this knowledge, we are interested in learning how proteins have evolved to their current structural and functional complexity level, as well as applying the information accumulated in different areas to design and engineer new macromolecules and their ligands.

Trayectoria Profesional

Investigador Titular A

Posdoctorados y Estancias

Universität Bayreuth (Humboldt-Bayer Research Fellow), Alemania, (2019-2022)
Universität Bayreuth (Group Leader), Alemania, (2022-2024)
Universidad Nacional Autónoma de México (Postdoctorado CONACYT), México, (2018)

Formación Académica

Licenciatura en Biomedicina, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas, Puebla, México (2005-2010)

Maestría en Ciencias Bioquímicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Medicina, Ciudad de México, México (2011-2013)

Doctorado en Ciencias Bioquímicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Medicina, Ciudad de México, México (2013-2017)

Premios y Distinciones

Humboldt Research Fellow, Alexander von Humboldt-Stiftung, (2020-2022)
Bayer Reseach Fellow, Bayer Science & Education Foundation, (2020-2022)
Beca de Investigación y Producción en Artes y Medios, CENART/CONACULTA, (2014)

Ligas de Interés

Google Scholar
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ORCID
ResearchGate

Líneas de Investigación

Diseño de enzimas con modelos generativos de lenguaje / Enzyme design with generative language models: Aplicamos modelos generativos de lenguaje para diseñar enzimas novedosas, explorando secuencias funcionales más allá del espacio natural. / We apply generative language models to design novel enzymes, exploring functional sequences beyond the natural space.

Diseño de enzimas funcionales de novo / Design of de novo functional enzymes: Creamos enzimas artificiales usando andamios de proteínas de novo para catalizar nuevas reacciones químicas, expandiendo las capacidades de la biocatálisis. / We create artificial enzymes using de novo protein scaffolds to catalyze new chemical reactions, expanding the capabilities of biocatalysis.

Diseño de proteínas redox solubles para transferencia de electrones y generación de biosensores / Design of soluble redox proteins for electron transfer and biosensor generation: Diseñamos proteínas de novo solubles con actividad redox para facilitar la transferencia de electrones en sistemas sin membrana y desarrollar biosensores sensibles y específicos. / We design soluble de novo proteins with redox activity to facilitate electron transfer in membrane-free systems and develop sensitive and specific biosensors.

Evolución de proteínas para diseño de nuevas funciones / Protein evolution for the design of new functions: Investigamos cómo la evolución ha generado la diversidad y complejidad de las proteínas, utilizando este conocimiento para diseñar proteínas innovadoras con nuevas funciones y propiedades, aplicables en biotecnología y medicina. / We investigate how evolution has generated the diversity and complexity of proteins, using this knowledge to design innovative proteins with new functions and properties, applicable in biotechnology and medicine.

Ingeniería de DNA polimerasas para mayor procesividad / Engineering DNA polymerases for increased processivity: Tratamos de mejorar la procesividad de polimerasas de ADN mediante diseño racional y guiado por evolución, integrando principios estructurales y funcionales para aplicaciones biotecnológicas. / We try to improve the processivity of DNA polymerases through rational design and evolution-guided design, integrating structural and functional principles for biotechnological applications. (En colaboración con Armenta-Jaime Lab. UAEH, Hidalgo, Mex. / In collaboration with Armenta-Jaime Lab. UAEH, Hidalgo, Mex).

Navegación del espacio de secuencia mediante el diseño de proteínas / Navigating sequence space by protein design: Exploramos el vasto espacio de secuencias más allá de las proteínas naturales mediante técnicas avanzadas de diseño (IA y basado en principios físicos), creando nuevas proteínas con funciones y propiedades específicas que no existen en la naturaleza. / We explore the vast sequence space beyond natural proteins using advanced design techniques (AI and physics-based), creating new proteins with specific functions and properties that do not exist in nature.

Optimización de solubilidad proteica con redes neuronales y evolución dirigida / Protein solubility optimization with neural networks and directed evolution: Combinamos redes neuronales profundas y evolución dirigida para mejorar la solubilidad de proteínas diseñadas, integrando predicciones computacionales con validación experimental. / We combine deep neural networks and directed evolution to improve the solubility of designed proteins by integrating computational predictions with experimental validation.

Plegamiento y estabilidad de proteínas / Protein folding and stability: Investigamos el plegamiento y la estabilidad de proteínas naturales y de novo diseñadas, para comprender su comportamiento bajo diversas condiciones y explorar los principios fundamentales que vinculan secuencia, estructura, estabilidad y función. / We investigate the folding and stability of natural and de novo designed proteins to understand their behavior under various conditions and explore the fundamental principles linking sequence, structure, stability and function.

Producción interna de proteínas comerciales / In-house production of commercial proteins: Desarrollamos procesos de purificación y optimización rentables para la producción de proteínas comerciales, mejorando su disponibilidad para aplicaciones de laboratorio. / We develop cost-effective purification and optimization processes for the production of commercial proteins, improving their availability for laboratory applications.

Integrantes del Laboratorio

Francisco Javier de la Mora Bravo

Estudiantes