Bottom up biophysics approach to resolve the looping structure of chromosomes

Projektinformationen

LoopingDNA

ID Finanzhilfevereinbarung: 883684

DOI

10.3030/883684

Projekt abgeschlossen

EK-Unterschriftsdatum 12 Mai 2020

Startdatum 1 Juli 2020

Enddatum 30 Juni 2025

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Gesamtkosten

€ 2 500 000,00

EU-Beitrag

€ 2 500 000,00

Koordiniert durch

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Netherlands

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Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (54)

Supercoiling-dependent DNA binding: quantitative modeling and applications to bulk and single-molecule experiments

Autoren: Pauline J Kolbeck, Miloš Tišma, Brian T Analikwu, Willem Vanderlinden, Cees Dekker, Jan Lipfert
Veröffentlicht in: Nucleic Acids Research, Ausgabe 52, 2024, Seite(n) 59-72, ISSN 0305-1048
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkad1055

Cohesin supercoils DNA during loop extrusion

Autoren: Iain F. Davidson, Roman Barth, Kota Nagasaka, Wen Tang, Gordana Wutz, Sabrina Horn, Richard Janissen, Roman R. Stocsits, Emilia Chlosta, Benedikt W. Bauer, Cees Dekker, Jan-Michael Peters
Veröffentlicht in: Cell Reports, Ausgabe 44, 2025, Seite(n) 115856, ISSN 2211-1247
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115856

Bulk-surface coupling identifies the mechanistic connection between Min-protein patterns in vivo and in vitro

Autoren: F. Brauns, G. Pawlik, J. Halatek, J. Kerssemakers, E. Frey, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature Comm. 12, 2021, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-23412-5

Palladium Zero-Mode Waveguides for Optical Single Molecule Detection with Nanopores

Autoren: Klughammer, Nils; Dekker, Cees
Veröffentlicht in: Nanotechnology 32, Ausgabe 2, 2021, ISSN 0957-4484
Herausgeber: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.48550/arxiv.2010.00276

High-resolution imaging of bacterial spatial organization with Vertical Cell Imaging by Nanostructured Immobilisation

Autoren: K.D. Whitley, S. Middlemiss, C. Jukes, C. Dekker, S. Holden
Veröffentlicht in: Nature Protocols 17, 2022, ISSN 1754-2189
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41596-021-00668-1

Studying Phase Separation in Confinement

Autoren: S. Deshpande, C. Dekker
Veröffentlicht in: Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 52, 2021, ISSN 1359-0294
Herausgeber: Pergamon Press
DOI: 10.1016/j.cocis.2021.101419

Quantitative analysis of surface wave patterns of Min proteins

Autoren: S. Meindlhumer, J. Kerssemakers, C. Dekker
Veröffentlicht in: Frontiers in Physics, 2022, ISSN 2296-424X
Herausgeber: Frontiers Media S.A.
DOI: 10.3389/fphy.2022.930811

Reconstitution of Ultrawide DNA Origami Pores in Liposomes for Transmembrane Transport of Macromolecules.

Autoren: Alessio Fragasso; Nicola De Franceschi; P. Stoemmer; E. O. Van der Sluis; Hendrik Dietz; Cees Dekker
Veröffentlicht in: ACS Nano (online), 15(8), Ausgabe 5, 2021, ISSN 1936-0851
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.1c01669

SMC motor proteins extrude DNA asymmetrically and can switch directions

Autoren: Roman Barth, Iain F. Davidson, Jaco van der Torre, Michael Taschner, Stephan Gruber, Jan-Michael Peters, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Cell, Ausgabe 188, 2025, Seite(n) 749-763.e21, ISSN 0092-8674
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1016/j.cell.2024.12.020

The archaeal Cdv cell division system

Autoren: Alberto Blanch Jover, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Trends in Microbiology, Ausgabe 31, 2023, Seite(n) 601-615, ISSN 0966-842X
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.tim.2022.12.006

Bridging scales in a multiscale pattern-forming system

Autoren: L. Würthner, F. Brauns, G. Pawlik, J. Halatek, J. Kerssemakers, C. Dekker, E. Frey
Veröffentlicht in: PNAS 119, 2022, ISSN 0027-8424
Herausgeber: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2206888119

SMC complexes can traverse physical roadblocks bigger than their ring size

Autoren: B. Pradhan, R. Barth, E. Kim, I.F. Davidson, B. Bauer, T. van Laar, W. Yang, J.-K. Ryu, J. van der Torre, J.-M. Peters, C. Dekker
Veröffentlicht in: Cell Reports 41, 2022, ISSN 2211-1247
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111491

DNA sequence-directed cooperation between nucleoid-associated proteins

Autoren: A. Japaridze, W. Yang, C. Dekker, W. Nasser, G. Muskhelishvili
Veröffentlicht in: iScience 24, 2021, ISSN 1095-9203
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1016/j.isci.2021.102408

Comparing current noise in biological and solid-state nanopores

Autoren: A. Fragasso, S. Schmid, C. Dekker
Veröffentlicht in: ACS Nano 14, 2020, ISSN 1936-0851
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.9b09353

Nanopores – a Versatile Tool to Study Protein Dynamics

Autoren: S. Schmid, C. Dekker
Veröffentlicht in: Essays in Biochemistry EBC20200020, 2020, ISSN 0006-2960
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1042/ebc20200020

FtsZ treadmilling is essential for Z-ring condensation and septal constriction initiation in bacterial cell division

Autoren: K.D. Whitley, C. Jukes, N. Tregidgo, E. Karinou, P. Almada, R. Henriques, C. Dekker, S. Holden
Veröffentlicht in: Nature Comm. 12, 2021, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-22526-0

Two CTCF motifs impede cohesin-mediated DNA loop extrusion

Autoren: Roman Barth, Richard Janissen, Laura Muras, Jaco van der Torre, Gabriele Litos, Eli van der Sluis, Ashmiani van der Graaf, Iain F. Davidson, Jan-Michael Peters, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Molecular Cell, Ausgabe under review, 2025, ISSN 1097-2765
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1101/2025.01.26.634934

Condensin-driven loop extrusion on supercoiled DNA

Autoren: E. Kim, A. Martin Gonzalez, B. Pradhan, J. van der Torre, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature Struct. Molec. Biol. 29, 2022, ISSN 1545-9993
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41594-022-00802-x

Multiple re-reading of single proteins at single-amino-acid resolution using nanopores

Autoren: H. Brinkerhoff, A.S.W. Kang, J. Liu, A. Aksimentiev, C. Dekker
Veröffentlicht in: Science 374, 2021, ISSN 0036-8075
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/science.abl4381

Transport receptor occupancy in Nuclear Pore Complex mimics

Autoren: A. Fragasso, H.W. de Vries, J. Andersson, E.O. van der Sluis, E. van der Giessen, P.R. Onck, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nano Research, 2022, ISSN 1998-0124
Herausgeber: Tsinghua Univ Press
DOI: 10.1007/s12274-022-4647-1

Direct observation of a crescent-shape chromosome in expanded Bacillus subtilis cells

Autoren: Miloš Tišma, Florian Patrick Bock, Jacob Kerssemakers, Hammam Antar, Aleksandre Japaridze, Stephan Gruber, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 15, 2024, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-024-47094-x

CENP-B-mediated DNA loops regulate activity and stability of human centromeres

Autoren: F. Chardon, A. Japaridze, H. Witt, L. Velikovsky, C. Chakraborty, T. Wihelm, M. Dumont, W. Yang, C. Kikuti, S. Gangnard, G. Wuite, C. Dekker, D. Fachinetti
Veröffentlicht in: Molec. Cell 82, 2022, ISSN 1097-2765
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1016/j.molcel.2022.02.032

Towards a synthetic cell cycle

Autoren: L. Olivi, M. Berger, R.N.P. Creyghton, N. De Franceschi, C. Dekker, B.M. Mulder, N.J. Claassens, P.R. ten Wolde, J. van der Oost
Veröffentlicht in: Nature Comm.12, 2021, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-24772-8

Dynamic ParB–DNA interactions initiate and maintain a partition condensate for bacterial chromosome segregation

Autoren: Miloš Tišma, Richard Janissen, Hammam Antar, Alejandro Martin-Gonzalez, Roman Barth, Twan Beekman, Jaco van der Torre, Davide Michieletto, Stephan Gruber, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Nucleic Acids Research, Ausgabe 51, 2023, Seite(n) 11856-11875, ISSN 0305-1048
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkad868

MukBEF-dependent chromosomal organization in widened Escherichia coli

Autoren: Aleksandre Japaridze, Raman van Wee, Christos Gogou, Jacob W. J. Kerssemakers, Daan F. van den Berg, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Frontiers in Microbiology, Ausgabe 14, 2023, ISSN 1664-302X
Herausgeber: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2023.1107093

Probing nanomotion of single bacteria with graphene drums

Autoren: Irek Rosłoń; Peter Steeneken; Aleksandre Japaridze; Cees Dekker; Farbod Alijani
Veröffentlicht in: Nature Nanotechnology 17, Ausgabe 9, 2022, ISSN 1748-3387
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1101/2021.09.21.461186

pH-controlled coacervate-membrane interactions within liposomes

Autoren: M.G.F. Last, S. Deshpande, C.Dekker
Veröffentlicht in: ACS Nano 14, 2020, ISSN 1936-0851
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.9b10167

ParB proteins can bypass DNA-bound roadblocks via dimer-dimer recruitment

Autoren: M. Tišma, M. Panoukidou, H. Antar, Y.-M. Soh, R. Barth, B. Pradhan, J. van der Torre, D. Michieletto, S. Gruber, C. Dekker
Veröffentlicht in: Science Advances 8, 2022, ISSN 0036-8075
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/sciadv.abn3299

CTCF is a DNA-tension-dependent barrier to cohesin-mediated loop extrusion

Autoren: Iain F. Davidson, Roman Barth, Maciej Zaczek, Jaco van der Torre, Wen Tang, Kota Nagasaka, Richard Janissen, Jacob Kerssemakers, Gordana Wutz, Cees Dekker, Jan-Michael Peters
Veröffentlicht in: Nature, Ausgabe 616, 2023, Seite(n) 822-827, ISSN 0028-0836
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-023-05961-5

A microfluidic platform for extraction and analysis of bacterial genomic DNA

Autoren: Alex Joesaar, Martin Holub, Leander Lutze, Marco Emanuele, Jacob Kerssemakers, Martin Pabst, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Lab on a Chip, Ausgabe 25, 2025, Seite(n) 1767-1775, ISSN 1473-0197
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d4lc00839a

All eukaryotic SMC proteins induce a twist of −0.6 at each DNA loop extrusion step

Autoren: Richard Janissen, Roman Barth, Iain F. Davidson, Jan-Michael Peters, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Science Advances, Ausgabe 10, 2024, ISSN 2375-2548
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI: 10.1126/sciadv.adt1832

DNA supercoiling enhances DNA condensation by ParB proteins

Autoren: Alejandro Martin-Gonzalez, Miloš Tišma, Brian T Analikwu, Anders Barth, Richard Janissen, Hammam Antar, Gianluca Kemps, Stephan Gruber, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Nucleic Acids Research, Ausgabe 52, 2024, Seite(n) 13255-13268, ISSN 0305-1048
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkae936

Nanopore electro-osmotic trap for the label-free study of single proteins and their conformations

Autoren: S. Schmid, P. Stömmer, H. Dietz, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature Nanotechn. 16, 2021, ISSN 1748-3387
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41565-021-00958-5

Extracting and characterizing protein-free megabase-pair DNA for in vitro experiments

Autoren: Martin Holub, Anthony Birnie, Aleksandre Japaridze, Jaco van der Torre, Maxime den Ridder, Carol de Ram, Martin Pabst, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Cell Reports Methods, Ausgabe 2, 2023, Seite(n) 100366, ISSN 2667-2375
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100366

Mechanisms for Chromosome Segregation in Bacteria

Autoren: C. Gogou, A. Japaridze, C. Dekker
Veröffentlicht in: Frontiers Microbiol. 12, 2021, ISSN 1664-302X
Herausgeber: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2021.685687

A designer FG-Nup that reconstitutes the selective transport barrier of the Nuclear Pore Complex

Autoren: A. Fragasso, H.W. de Vries, E.O. van der Sluis, E. van der Giessen, P.R. Onck, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature Comm. 12, 2021, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-22293-y

Looping the Genome with SMC Complexes

Autoren: Eugene Kim, Roman Barth, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Annual Review of Biochemistry, Ausgabe 92, 2023, Seite(n) 15-41, ISSN 0066-4154
Herausgeber: Annual Reviews, Inc.
DOI: 10.1146/annurev-biochem-032620-110506

Sustained unidirectional rotation of a self-organized DNA rotor on a nanopore

Autoren: X. Shi, A.-K. Pumm, J. Isensee, W. Zhao, D. Verschueren, A. Martin-Gonzalez, R. Golestanian, H. Dietz, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature Physics, 2022, ISSN 1745-2473
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41567-022-01683-z

Single-molecule visualization of twin-supercoiled domains generated during transcription

Autoren: Richard Janissen, Roman Barth, Minco Polinder, Jaco van der Torre, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Nucleic Acids Research, Ausgabe 52, 2024, Seite(n) 1677-1687, ISSN 0305-1048
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkad1181

DNA-loop extruding condensin complexes can traverse one another

Autoren: E. Kim, J. Kerssemakers, I.A. Shaltiel, C.H. Haering, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature 579, 2020, ISSN 0028-0836
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-020-2067-5

CRISPR-dCas9 based DNA detection scheme for diagnostics in resource limited settings

Autoren: M. Bengtson, M. Bharadwaj, O. Franch, J. van der Torre, V. Meerdink, H. Schallig, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nanoscale 14, 2022, ISSN 2040-3364
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d1nr06557b

Simultaneous orientation and 3D localization microscopy with a Vortex point spread function

Autoren: C.N. Hulleman, R.Ø. Thorsen, E. Kim, C. Dekker, S. Stallinga, B. Rieger
Veröffentlicht in: Nature Comm. 12, 2021, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-26228-5

Bridging-induced phase separation induced by cohesin SMC protein complexes

Autoren: J.‐K. Ryu, C. Bouchoux, H.W. Liu, E. Kim, M. Minamino, R. de Groot, A.J. Katan, A. Bonato, D. Marenduzzo, D. Michieletto, F. Uhlmann, C. Dekker
Veröffentlicht in: Science Advances 7, 2021, ISSN 2375-2548
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/sciadv.abe5905

Condensin extrudes DNA loops in steps up to hundreds of base pairs that are generated by ATP binding events

Autoren: J.-K. Ryu, S.-H. Rah, R. Janissen, J.W.J. Kerssemakers, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nucl. Acid Res. 50, 2022, ISSN 0305-1048
Herausgeber: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkab1268

How do molecular motors fold the genome?

Autoren: Cees Dekker, Christian H. Haering, Jan-Michael Peters, Benjamin D. Rowland
Veröffentlicht in: Science, Ausgabe 382, 2024, Seite(n) 646-648, ISSN 0036-8075
Herausgeber: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/science.adi8308

Genome-in-a-Box: Building a Chromosome from the Bottom Up.

Autoren: Anthony Birnie; Cees Dekker
Veröffentlicht in: VOLUME=15;ISSUE=1;ISSN=1936-0851;TITLE=ACS Nano (online), Ausgabe 3, 2020, ISSN 1936-0851
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.0c07397

Direct observation of independently moving replisomes in Escherichia coli

Autoren: A. Japaridze, C. Gogou, J. W. J. Kerssemakers, H. M. Nguyen, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature Comm. 11, 2020, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1101/733956

Connecting the dots: key insights on ParB for chromosome segregation from single-molecule studies

Autoren: Miloš Tišma, Jovana Kaljević, Stephan Gruber, Tung B K Le, Cees Dekker
Veröffentlicht in: FEMS Microbiology Reviews, Ausgabe 48, 2024, ISSN 1574-6976
Herausgeber: Oxford University Press (OUP)
DOI: 10.1093/femsre/fuad067

Single-Molecule Structure and Topology of Kinetoplast DNA Networks

Autoren: Pinyao He, Allard J. Katan, Luca Tubiana, Cees Dekker, Davide Michieletto
Veröffentlicht in: Physical Review X, Ausgabe 13, 2023, ISSN 2160-3308
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevx.13.021010

Telomeres stall DNA loop extrusion by condensin

Autoren: Brian T. Analikwu, Alice Deshayes, Jaco van der Torre, Thomas M. Guérin, Allard J. Katan, Claire Béneut, Roman Barth, Jamie Phipps, Vittore Scolari, Xavier Veaute, Didier Busso, Karine Dubrana, Stefano Mattarocci, Cees Dekker, Stéphane Marcand
Veröffentlicht in: Cell Reports, Ausgabe 44, 2025, Seite(n) 115900, ISSN 2211-1247
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115900

The archaeal division protein CdvB1 assembles into polymers that are depolymerized by CdvC

Autoren: A. Blanch Jover, N. De Franceschi, D. Fenel, W. Weissenhorn, C. Dekker
Veröffentlicht in: FEBS Lett. 596, 2022, ISSN 0014-5793
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1002/1873-3468.14324

Optimized cDICE for efficient reconstitution of biological systems in giant unilamellar vesicles

Autoren: L. Van de Cauter, F. Fanalista, L. van Buren, N. De Franceschi, E. Godino, S. Bouw, C. Danelon, C. Dekker, G.H. Koenderink, K.A. Ganzinger
Veröffentlicht in: ACS Synth. Biol. 10, 2021, ISSN 2161-5063
Herausgeber: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acssynbio.1c00068

The condensin holocomplex cycles dynamically between open and collapsed states

Autoren: J.-K Ryu, A.J. Katan, E.O. van der Sluis, T. Wisse, R. de Groot, C. Haering, C. Dekker
Veröffentlicht in: Nature Struct. Molec. Biol. 27, 2020, ISSN 1545-9993
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41594-020-0508-3

Testing pseudotopological and nontopological models for SMC-driven DNA loop extrusion against roadblock-traversal experiments

Autoren: Roman Barth, Biswajit Pradhan, Eugene Kim, Iain F. Davidson, Jaco van der Torre, Jan-Michael Peters, Cees Dekker
Veröffentlicht in: Scientific Reports, Ausgabe 13, 2023, ISSN 2045-2322
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41598-023-35359-2

Monographic books (2)

Single-molecule ionic and optical sensing with nanoapertures

Autoren: W. Yang, C. Dekker
Veröffentlicht in: Book chapter in ' Single Molecule Nanosensors and Nanosystems' (Eds. W. Bowen, R. Gordon, F. Vollmer; Springer book series Nanostructure Science and Technology), Ausgabe 6, 2022, Seite(n) pp 367–387
Herausgeber: Springer

Single-molecule ionic and optical sensing with nanoapertures

Autoren: W. Yang, C. Dekker
Veröffentlicht in: Book chapter in ' Single Molecule Nanosensors and Nanosystems' (Eds. W. Bowen, R. Gordon, F. Vollmer; Springer book series Nanostructure Science and Technology), 2021, Seite(n) 367-387
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-90339-8_12