Γεννήθηκε στην Αθήνα και αφού τελείωσε την Γερμανική Σχολή, σπούδασε Χημεία στο Πολυτεχνείο της Ζυρίχης (ETH). Έκανε το διδακτορικό του σε μοριακή βιολογία στο πανεπιστήμιο του Cambridge στην Αγγλία και μεταδιδακτορική έρευνα στο πανεπιστήμιο της Βασιλείας στην Ελβετία και στο Πανεπιστήμιο Stanford στις ΗΠΑ.
Το 1981 προσελήφθη ως επίκουρος καθηγητής στο τμήμα Βιολογίας στο πανεπιστήμιο Yale στις ΗΠΑ, όπου το 1986 προήχθη σε τακτικό καθηγητή στα τμήματα Bιολογίας και Κυτταρικής Bιολογίας του πανεπιστημίου.
Από το 1991 έως το 1998 διηύθυνε το τμήμα Μοριακής και Αναπτυξιακής Νευροβιολογίας του κέντρου Μοριακής Ιατρικής Boyer στο Yale. Συγχρόνως, διετέλεσε ερευνητής του Howard Hughes Medical Institute.
Στο Yale διετέλεσε επίσης διευθυντής των Βιολογικών Επιστημών και ήταν μέλος της εκτελεστικής επιτροπής του πανεπιστημίου. Το 1998 μετέφερε το εργαστήριο του στο Harvard όπου ως κάτοχος της έδρας Isselbacher – P. Schwartz διηύθυνε το πρόγραμμα αναπτυξιακής βιολογίας και καρκίνου στο MGH (Massachusetts General Hospital) όντας καθηγητής Κυτταρικής Βιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Harvard. Το 1999 εξελέγη καθηγητής στο College de France στο Παρίσι στην έδρα Αναπτυξιακής Βιολογίας και Γενετικής όπου δίδαξε μέχρι το 2012 και από τότε παραμένει ομότιμος καθηγητής. Το 2004 ίδρυσε και διηύθυνε μέχρι το 2010 το τμήμα Αναπτυξιακής Βιολογίας και Γενετικής στο Ινστιτούτο Curie στο Παρίσι.
Από το 2012 μέχρι το 2017 διετέλεσε επιστημονικός διευθυντής και εκτελεστικός αντιπρόεδρος (Chief Scientific Officer & Executive Vice President) στην εταιρεία Biogen. Ως ομότιμος καθηγητής Κυτταρικής Βιολογίας εξακολουθεί να έχει το ερευνητικό του εργαστήριο στο Harvard όπου ερευνά μοριακούς μηχανισμούς που επηρεάζουν την ανάπτυξη αλλά και τις παθογένειες του οργανισμού.
Μαζί με τον συνεργάτη του, κ. Στέλιο Παπαδόπουλο (PhD), είναι συνιδρυτής του μη κερδοσκοπικού ιδρύματος Fondation Santé που υποστηρίζει την βιοϊατρική έρευνα στην Ελλάδα. Επίσης, μαζί ίδρυσαν τις εταιρείες βιοτεχνολογίας Exelixis, Anadys και Cellzome.
Είναι μέλος της Αμερικανικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών, εταίρος της Φιλοσοφικής Εταιρείας του Cambridge, της Ορθοδόξου Ακαδημίας της Κρήτης και αντεπιστέλλον μέλος της Ακαδημίας Αθηνών και μέλος της EMBO (European Molecular Biology Organization).