Nel 1993, all'Università di Calgary in Canada inizia a collaborare con Chris Bjoarnson, portando avanti la ricerca sulle cellule staminali cerebrali, di cui dimostra nel 1999 la possibilità di trasformazione in cellule ematiche, pubblicando su "Science" i risultati dei suoi studi. Dal 1998 è rientrato in Italia, per lavorare all'Istituto neurofarmacologico Besta di Milano. Fino al 2005 è stato condirettore dell'Istituto di Ricerca Sulle Cellule Staminali presso l'Istituto Scientifico Universitario San Raffaele di Milano e dal 2002 è professore associato di Biologia Cellulare presso l'Università degli Studi di Milano-Bicocca.