El Dr. Allende realiza investigación en el campo de la genética molecular y la biología celular usando como modelo el pez cebra. Su quehacer científico se enfoca en entender los procesos regenerativos, principalmente en el sistema nervioso, y en el rol de la inmunidad como garante de la homeostasis del individuo. Esta investigación la realiza apoyado por el programa FONDECYT, de CONICYT. Por otro lado, el Dr. Allende es Director del Centro FONDAP de Regulación del Genoma (CRG), un Centro de Excelencia orientado a los estudios del genoma y del control de la expresión génica. En el CRG, se analiza el genoma de especies chilenas de interés económico así como de aquellas importantes desde el punto de vista de la biodiversidad presente en el país.
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