A synthetic biology approach for magnetization of foreign organisms by genetic engineering and transplantation of bacterial magnetosome biosynthesis

Informations projet

SYNTOMAGX

N° de convention de subvention: 692637

DOI

10.3030/692637

Projet clôturé

Date de signature de la CE 15 Juin 2016

Date de début 1 Septembre 2016

Date de fin 31 Août 2022

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 2 291 875,00

Contribution de l’UE

€ 2 291 875,00

Coordonné par

UNIVERSITAT BAYREUTH
Germany

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Publications

Peer reviewed articles (31)

Bacterioferritin of Magnetospirillum gryphiswaldense Is a Heterotetraeicosameric Complex Composed of Functionally Distinct Subunits but Is Not Involved in Magnetite Biomineralization

Auteurs: René Uebe, Frederik Ahrens, Jörg Stang, Katharina Jäger, Lars H. Böttger, Christian Schmidt, Berthold F. Matzanke, Dirk Schüler
Publié dans: mBio, Numéro 10/3, 2019, Page(s) e02795-18, ISSN 2150-7511
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1128/mbio.02795-18

A bacterial cytolinker couples positioning of magnetic organelles to cell shape control

Auteurs: Daniel Pfeiffer, Mauricio Toro-Nahuelpan, Ram Prasad Awal, Frank-Dietrich Müller, Marc Bramkamp, Jürgen M. Plitzko, Dirk Schüler
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro 117/50, 2020, Page(s) 32086-32097, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2014659117

Biocompatibility, uptake and subcellular localization of bacterial magnetosomes in mammalian cells.

Auteurs: Frank Mickoleit; Cornelia Jörke; Stefan Geimer; Denis S. Maier; Jörg P. Müller; Johanna Demut; Christine Gräfe; Dirk Schüler; Joachim H. Clement
Publié dans: Nanoscale Advances, Numéro 3, 2021, Page(s) 3799, ISSN 2516-0230
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0na01086c

The transcriptomic landscape of Magnetospirillum gryphiswaldense during magnetosome biomineralization

Auteurs: Cornelius N. Riese, Manuel Wittchen, Valérie Jérôme, Ruth Freitag, Tobias Busche, Jörn Kalinowski, and Dirk Schüler
Publié dans: BMC Genomics, Numéro 23, 2022, Page(s) 699, ISSN 1471-2164
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12864-022-08913-x

Towards a 'chassis' for bacterial magnetosome biosynthesis: Genome streamlining of  Magnetospirillum gryphiswaldense by multiple deletions

Auteurs: Theresa Zwiener, Marina V. Dziuba, Frank Mickoleit, Christian Rückert, Tobias Busche, Jörn Kalinowski, Rene Uebe, and Dirk Schüler
Publié dans: Microbial Cell Factories, Numéro 20, 2021, Page(s) 35, ISSN 1475-2859
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12934-021-01517-2

Genome-Wide Identification of Essential and Auxiliary Gene Sets for Magnetosome Biosynthesis in Magnetospirillum gryphiswaldense

Auteurs: Karen T. Silva, Margarete Schüler, Frank Mickoleit, Theresa Zwiener, Frank D. Müller, Ram Prasad Awal, Alfons Weig, Andreas Brachmann, René Uebe, Dirk Schüler
Publié dans: mSystems, Numéro 5/6, 2020, Page(s) e00565-20, ISSN 2379-5077
Éditeur: ASM
DOI: 10.1128/msystems.00565-20

Quantifying the benefit of a dedicated 'magnetoskeleton' in bacterial magnetotaxis by live-cell motility tracking and soft agar swimming assay

Auteurs: Daniel Pfeiffer and Dirk Schüler
Publié dans: Applied and Environmental Microbiology, Numéro 86/3, 2020, Page(s) e01976-19, ISSN 0099-2240
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1128/aem.01976-19

In vivo Architecture of the Polar Organizing Protein Z (PopZ) Meshwork in the Alphaproteobacteria Magnetospirillum gryphiswaldense and Caulobacter crescentus

Auteurs: Mauricio Toro-Nahuelpan; Jürgen M. Plitzko; Dirk Schüler; Daniel Pfeiffer
Publié dans: Journal of Molecular Biology, Numéro 434, 2022, Page(s) 167423, ISSN 0022-2836
Éditeur: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jmb.2021.167423

A Magnetosome-Based Platform for Flow Biocatalysis

Auteurs: Esther Mittmann, Frank Mickoleit, Denis S. Maier, Sabrina Y. Stäbler, Marius A. Klein, Christof M. Niemeyer, Kersten S. Rabe, and Dirk Schüler
Publié dans: ACS Applied Materials & Interfaces, Numéro 14, 2022, Page(s) 22138-22150, ISSN 1944-8252
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsami.2c03337

The Complex Transcriptional Landscape of Magnetosome Gene Clusters in Magnetospirillum gryphiswaldense

Auteurs: Marina Dziuba, Cornelius N. Riese, Manuel Wittchen, Tobias Busche, Jörn Kalinowski, René Uebe, and Dirk Schüler
Publié dans: mSystems, Numéro 6/5, 2021, Page(s) e00893-21, ISSN 2379-5077
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1128/msystems.00893-21

Induction of Axonal Outgrowth in Mouse Hippocampal Neurons via Bacterial Magnetosomes.

Auteurs: Sara De Vincentiis; Alessandro Falconieri; Frank Mickoleit; Valentina Cappello; Dirk Schüler; Vittoria Raffa
Publié dans: International Journal of Molecular Sciences, Numéro 22/8, 2021, Page(s) 4126, ISSN 1422-0067
Éditeur: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/ijms22084126

Identification and elimination of genomic regions irrelevant for magnetosome biosynthesis by large-scale deletion in Magnetospirillum gryphiswaldense

Auteurs: Theresa Zwiener, Frank Mickoleit, Marina V. Dziuba, Christian Rückert, Tobias Busche, Jörn Kalinowski, Damien Faivre, Rene Uebe, and Dirk Schüler
Publié dans: BMC Microbiology, Numéro 21, 2021, Page(s) 65, ISSN 1471-2180
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12866-021-02124-2

A Versatile Toolkit for Controllable and Highly Selective Multifunctionalization of Bacterial Magnetic Nanoparticles

Auteurs: Frank Mickoleit, Clarissa Lanzloth, and Dirk Schüler
Publié dans: Small, Numéro 16, 2020, Page(s) 1906922, ISSN 1613-6829
Éditeur: Wiley
DOI: 10.1002/smll.201906922

Probing the nanostructure and arrangement of bacterial magnetosomes by small-angle X-ray scattering

Auteurs: Sabine Rosenfeldt, Cornelius Riese, Frank Mickoleit, Dirk Schüler, and Anna Schenk
Publié dans: Applied and Environmental Microbiology, Numéro 85/24, 2019, Page(s) e01513-19, ISSN 0099-2240
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1128/aem.01513-19

Bacterial Magnetosomes as Novel Platform for the Presentation of Immunostimulatory, Membrane-bound Ligands in Cellular Biotechnology

Auteurs: Frank Mickoleit, Valérie Jérôme, Ruth Freitag, and Dirk Schüler
Publié dans: Advanced Biosystems, Numéro 4, 2020, Page(s) 1900231, ISSN 2366-7478
Éditeur: Wiley
DOI: 10.1002/adbi.201900231

An automated oxystat fermentation regime for microoxic cultivation of Magnetospirillum gryphiswaldense

Auteurs: Cornelius N. Riese, René Uebe, Sabine Rosenfeldt, Anna S. Schenk, Valérie Jérôme, Ruth Freitag, Dirk Schüler
Publié dans: Microbial Cell Factories, Numéro 19/1, 2020, Page(s) 206, ISSN 1475-2859
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12934-020-01469-z

Magnetosome proteins belong to universal protein families involved in many cell processes

Auteurs: Caroline L. Monteil, David Vallenet, Dirk Schüler, and Christopher T. Lefevre
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro 119/39, 2022, Page(s) e2208648119, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2208648119

Sesbanimide R, a Novel Cytotoxic Polyketide Produced by Magnetotactic Bacteria

Auteurs: Ram Prasad Awal, Patrick A. Haack, Chantal D. Bader, Cornelius N. Riese, Dirk Schüler, and Rolf Müller
Publié dans: mBio, Numéro 12/3, 2021, Page(s) e00591-21, ISSN 2150-7511
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1101/2020.12.22.424014

In Vivo Coating of Bacterial Magnetic Nanoparticles by Magnetosome Expression of Spider Silk-Inspired Peptides

Auteurs: Frank Mickoleit, Christian B. Borkner, Mauricio Toro-Nahuelpan, Heike M. Herold, Denis S. Maier, Jürgen M. Plitzko, Thomas Scheibel, Dirk Schüler
Publié dans: Biomacromolecules, Numéro 19/3, 2018, Page(s) 962-972, ISSN 1525-7797
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.biomac.7b01749

Generation of nanomagnetic biocomposites by genetic engineering of bacterial magnetosomes

Auteurs: Frank Mickoleit, Dirk Schüler
Publié dans: Bioinspired, Biomimetic and Nanobiomaterials, Numéro 8/1, 2019, Page(s) 86-98, ISSN 2045-9866
Éditeur: Thomas Telford Ltd
DOI: 10.1680/jbibn.18.00005

Generation of Multifunctional Magnetic Nanoparticles with Amplified Catalytic Activities by Genetic Expression of Enzyme Arrays on Bacterial Magnetosomes

Auteurs: Frank Mickoleit, Dirk Schüler
Publié dans: Advanced Biosystems, Numéro 2/1, 2018, Page(s) 1700109, ISSN 2366-7478
Éditeur: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
DOI: 10.1002/adbi.201700109

The Polar Organizing Protein PopZ Is Fundamental for Proper Cell Division and Segregation of Cellular Content in Magnetospirillum gryphiswaldense

Auteurs: Daniel Pfeiffer, Mauricio Toro-Nahuelpan, Marc Bramkamp, Jürgen M. Plitzko, Dirk Schüler
Publié dans: mBio, Numéro 10/2, 2019, ISSN 2150-7511
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1128/mbio.02716-18

The dual role of MamB in magnetosome membrane assembly and magnetite biomineralization

Auteurs: René Uebe, Noa Keren-Khadmy, Natalie Zeytuni, Emanuel Katzmann, Yotam Navon, Geula Davidov, Ronit Bitton, Jürgen M. Plitzko, Dirk Schüler, Raz Zarivach
Publié dans: Molecular Microbiology, Numéro 107/4, 2018, Page(s) 542-557, ISSN 0950-382X
Éditeur: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/mmi.13899

A quantitative assessment of the membrane-integral sub-proteome of a bacterial magnetic organelle

Auteurs: Oliver Raschdorf, Florian Bonn, Natalie Zeytuni, Raz Zarivach, Dörte Becher, Dirk Schüler
Publié dans: Journal of Proteomics, Numéro 172, 2018, Page(s) 89-99, ISSN 1874-3919
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.jprot.2017.10.007

Towards standardized purification of bacterial magnetic nanoparticles for future in vivo applications

Auteurs: Sabine Rosenfeldt, Frank Mickoleit, Cornelia Jörke, Joachim H. Clement, Simon Markert, Valerie Jérôme, Stephan Schwarzinger, Ruth Freitag, Dirk Schüler, Rene Uebe, and Anna S. Schenk
Publié dans: Acta Biomaterialia, Numéro 120, 2020, Page(s) 293-303, ISSN 1742-7061
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.actbio.2020.07.042

A gradient-forming MipZ protein mediating the control of cell division in the magnetotactic bacterium Magnetospirillum gryphiswaldense

Auteurs: Mauricio Toro-Nahuelpan, Laura Corrales-Guerrero, Theresa Zwiener, Manuel Osorio-Valeriano, Frank-Dietrich Müller, Jürgen M. Plitzko, Marc Bramkamp, Martin Thanbichler, and Dirk Schüler
Publié dans: Molecular Microbiology, Numéro 112/5, 2019, Page(s) 1423-1439, ISSN 0950-382X
Éditeur: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/mmi.14369

High-Yield Production, Characterization, and Functionalization of Recombinant Magnetosomes in the Synthetic Bacterium Rhodospirillum rubrum “magneticum”

Auteurs: Frank Mickoleit, Sabine Rosenfeldt, Mauricio Toro-Nahuelpan, Miroslava Schaffer, Anna S. Schenk, Jürgen M. Plitzko, Dirk Schüler
Publié dans: Advanced Biology, Numéro 5/9, 2021, Page(s) 2101017, ISSN 2701-0198
Éditeur: Wiley
DOI: 10.1002/adbi.202101017

A Compass To Boost Navigation: Cell Biology of Bacterial Magnetotaxis

Auteurs: Frank D. Müller, Dirk Schüler, Daniel Pfeiffer
Publié dans: Journal of Bacteriology, Numéro 202/21, 2020, Page(s) e00398-20, ISSN 0021-9193
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1128/jb.00398-20

Single‐step transfer of biosynthetic operons endows a non‐magnetotactic Magnetospirillum strain from wetland with magnetosome biosynthesis

Auteurs: Marina V. Dziuba, Theresa Zwiener, Rene Uebe, Dirk Schüler
Publié dans: Environmental Microbiology, Numéro 22/4, 2020, Page(s) 1603-1618, ISSN 1462-2912
Éditeur: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/1462-2920.14950

Spatiotemporal Organization of Chemotaxis Pathways in Magnetospirillum gryphiswaldense

Auteurs: Daniel Pfeiffer, Julian Herz, Julia Schmiedel, Felix Popp, Dirk Schüler
Publié dans: Applied and Environmental Microbiology, Numéro 87/1, 2020, Page(s) e02229-20, ISSN 0099-2240
Éditeur: American Society for Microbiology
DOI: 10.1128/aem.02229-20

MamY is a membrane-bound protein that aligns magnetosomes and the motility axis of helical magnetotactic bacteria

Auteurs: Mauricio Toro-Nahuelpan, Giacomo Giacomelli, Oliver Raschdorf, Sarah Borg, Jürgen M. Plitzko, Marc Bramkamp, Dirk Schüler, Frank-Dietrich Müller
Publié dans: Nature Microbiology, Numéro 4/11, 2019, Page(s) 1978-1989, ISSN 2058-5276
Éditeur: Springer
DOI: 10.1038/s41564-019-0512-8