Bottom up biophysics approach to resolve the looping structure of chromosomes

Informations projet

LoopingDNA

N° de convention de subvention: 883684

DOI

10.3030/883684

Projet clôturé

Date de signature de la CE 12 Mai 2020

Date de début 1 Juillet 2020

Date de fin 30 Juin 2025

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 2 500 000,00

Contribution de l’UE

€ 2 500 000,00

Coordonné par

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Netherlands

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Publications

Peer reviewed articles (54)

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

Auteurs: Pauline J Kolbeck, Miloš Tišma, Brian T Analikwu, Willem Vanderlinden, Cees Dekker, Jan Lipfert
Publié dans: Nucleic Acids Research, Numéro 52, 2024, Page(s) 59-72, ISSN 0305-1048
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkad1055

Cohesin supercoils DNA during loop extrusion

Auteurs: 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
Publié dans: Cell Reports, Numéro 44, 2025, Page(s) 115856, ISSN 2211-1247
Éditeur: 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

Auteurs: F. Brauns, G. Pawlik, J. Halatek, J. Kerssemakers, E. Frey, C. Dekker
Publié dans: Nature Comm. 12, 2021, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-23412-5

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

Auteurs: Klughammer, Nils; Dekker, Cees
Publié dans: Nanotechnology 32, Numéro 2, 2021, ISSN 0957-4484
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.48550/arxiv.2010.00276

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

Auteurs: K.D. Whitley, S. Middlemiss, C. Jukes, C. Dekker, S. Holden
Publié dans: Nature Protocols 17, 2022, ISSN 1754-2189
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41596-021-00668-1

Studying Phase Separation in Confinement

Auteurs: S. Deshpande, C. Dekker
Publié dans: Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 52, 2021, ISSN 1359-0294
Éditeur: Pergamon Press
DOI: 10.1016/j.cocis.2021.101419

Quantitative analysis of surface wave patterns of Min proteins

Auteurs: S. Meindlhumer, J. Kerssemakers, C. Dekker
Publié dans: Frontiers in Physics, 2022, ISSN 2296-424X
Éditeur: Frontiers Media S.A.
DOI: 10.3389/fphy.2022.930811

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

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

SMC motor proteins extrude DNA asymmetrically and can switch directions

Auteurs: Roman Barth, Iain F. Davidson, Jaco van der Torre, Michael Taschner, Stephan Gruber, Jan-Michael Peters, Cees Dekker
Publié dans: Cell, Numéro 188, 2025, Page(s) 749-763.e21, ISSN 0092-8674
Éditeur: Cell Press
DOI: 10.1016/j.cell.2024.12.020

The archaeal Cdv cell division system

Auteurs: Alberto Blanch Jover, Cees Dekker
Publié dans: Trends in Microbiology, Numéro 31, 2023, Page(s) 601-615, ISSN 0966-842X
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.tim.2022.12.006

Bridging scales in a multiscale pattern-forming system

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

SMC complexes can traverse physical roadblocks bigger than their ring size

Auteurs: 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
Publié dans: Cell Reports 41, 2022, ISSN 2211-1247
Éditeur: Cell Press
DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111491

DNA sequence-directed cooperation between nucleoid-associated proteins

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

Comparing current noise in biological and solid-state nanopores

Auteurs: A. Fragasso, S. Schmid, C. Dekker
Publié dans: ACS Nano 14, 2020, ISSN 1936-0851
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.9b09353

Nanopores – a Versatile Tool to Study Protein Dynamics

Auteurs: S. Schmid, C. Dekker
Publié dans: Essays in Biochemistry EBC20200020, 2020, ISSN 0006-2960
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1042/ebc20200020

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

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

Two CTCF motifs impede cohesin-mediated DNA loop extrusion

Auteurs: 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
Publié dans: Molecular Cell, Numéro under review, 2025, ISSN 1097-2765
Éditeur: Cell Press
DOI: 10.1101/2025.01.26.634934

Condensin-driven loop extrusion on supercoiled DNA

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

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

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

Transport receptor occupancy in Nuclear Pore Complex mimics

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

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

Auteurs: Miloš Tišma, Florian Patrick Bock, Jacob Kerssemakers, Hammam Antar, Aleksandre Japaridze, Stephan Gruber, Cees Dekker
Publié dans: Nature Communications, Numéro 15, 2024, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-024-47094-x

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

Auteurs: 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
Publié dans: Molec. Cell 82, 2022, ISSN 1097-2765
Éditeur: Cell Press
DOI: 10.1016/j.molcel.2022.02.032

Towards a synthetic cell cycle

Auteurs: 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
Publié dans: Nature Comm.12, 2021, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-24772-8

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

Auteurs: Miloš Tišma, Richard Janissen, Hammam Antar, Alejandro Martin-Gonzalez, Roman Barth, Twan Beekman, Jaco van der Torre, Davide Michieletto, Stephan Gruber, Cees Dekker
Publié dans: Nucleic Acids Research, Numéro 51, 2023, Page(s) 11856-11875, ISSN 0305-1048
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkad868

MukBEF-dependent chromosomal organization in widened Escherichia coli

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

Probing nanomotion of single bacteria with graphene drums

Auteurs: Irek Rosłoń; Peter Steeneken; Aleksandre Japaridze; Cees Dekker; Farbod Alijani
Publié dans: Nature Nanotechnology 17, Numéro 9, 2022, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1101/2021.09.21.461186

pH-controlled coacervate-membrane interactions within liposomes

Auteurs: M.G.F. Last, S. Deshpande, C.Dekker
Publié dans: ACS Nano 14, 2020, ISSN 1936-0851
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.9b10167

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

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

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

Auteurs: 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
Publié dans: Nature, Numéro 616, 2023, Page(s) 822-827, ISSN 0028-0836
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-023-05961-5

A microfluidic platform for extraction and analysis of bacterial genomic DNA

Auteurs: Alex Joesaar, Martin Holub, Leander Lutze, Marco Emanuele, Jacob Kerssemakers, Martin Pabst, Cees Dekker
Publié dans: Lab on a Chip, Numéro 25, 2025, Page(s) 1767-1775, ISSN 1473-0197
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d4lc00839a

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

Auteurs: Richard Janissen, Roman Barth, Iain F. Davidson, Jan-Michael Peters, Cees Dekker
Publié dans: Science Advances, Numéro 10, 2024, ISSN 2375-2548
Éditeur: American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI: 10.1126/sciadv.adt1832

DNA supercoiling enhances DNA condensation by ParB proteins

Auteurs: Alejandro Martin-Gonzalez, Miloš Tišma, Brian T Analikwu, Anders Barth, Richard Janissen, Hammam Antar, Gianluca Kemps, Stephan Gruber, Cees Dekker
Publié dans: Nucleic Acids Research, Numéro 52, 2024, Page(s) 13255-13268, ISSN 0305-1048
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkae936

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

Auteurs: S. Schmid, P. Stömmer, H. Dietz, C. Dekker
Publié dans: Nature Nanotechn. 16, 2021, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41565-021-00958-5

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

Auteurs: Martin Holub, Anthony Birnie, Aleksandre Japaridze, Jaco van der Torre, Maxime den Ridder, Carol de Ram, Martin Pabst, Cees Dekker
Publié dans: Cell Reports Methods, Numéro 2, 2023, Page(s) 100366, ISSN 2667-2375
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100366

Mechanisms for Chromosome Segregation in Bacteria

Auteurs: C. Gogou, A. Japaridze, C. Dekker
Publié dans: Frontiers Microbiol. 12, 2021, ISSN 1664-302X
Éditeur: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fmicb.2021.685687

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

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

Looping the Genome with SMC Complexes

Auteurs: Eugene Kim, Roman Barth, Cees Dekker
Publié dans: Annual Review of Biochemistry, Numéro 92, 2023, Page(s) 15-41, ISSN 0066-4154
Éditeur: Annual Reviews, Inc.
DOI: 10.1146/annurev-biochem-032620-110506

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

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

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

Auteurs: Richard Janissen, Roman Barth, Minco Polinder, Jaco van der Torre, Cees Dekker
Publié dans: Nucleic Acids Research, Numéro 52, 2024, Page(s) 1677-1687, ISSN 0305-1048
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/nar/gkad1181

DNA-loop extruding condensin complexes can traverse one another

Auteurs: E. Kim, J. Kerssemakers, I.A. Shaltiel, C.H. Haering, C. Dekker
Publié dans: Nature 579, 2020, ISSN 0028-0836
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-020-2067-5

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

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

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

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

Bridging-induced phase separation induced by cohesin SMC protein complexes

Auteurs: 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
Publié dans: Science Advances 7, 2021, ISSN 2375-2548
Éditeur: 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

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

How do molecular motors fold the genome?

Auteurs: Cees Dekker, Christian H. Haering, Jan-Michael Peters, Benjamin D. Rowland
Publié dans: Science, Numéro 382, 2024, Page(s) 646-648, ISSN 0036-8075
Éditeur: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/science.adi8308

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

Auteurs: Anthony Birnie; Cees Dekker
Publié dans: VOLUME=15;ISSUE=1;ISSN=1936-0851;TITLE=ACS Nano (online), Numéro 3, 2020, ISSN 1936-0851
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.0c07397

Direct observation of independently moving replisomes in Escherichia coli

Auteurs: A. Japaridze, C. Gogou, J. W. J. Kerssemakers, H. M. Nguyen, C. Dekker
Publié dans: Nature Comm. 11, 2020, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1101/733956

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

Auteurs: Miloš Tišma, Jovana Kaljević, Stephan Gruber, Tung B K Le, Cees Dekker
Publié dans: FEMS Microbiology Reviews, Numéro 48, 2024, ISSN 1574-6976
Éditeur: Oxford University Press (OUP)
DOI: 10.1093/femsre/fuad067

Single-Molecule Structure and Topology of Kinetoplast DNA Networks

Auteurs: Pinyao He, Allard J. Katan, Luca Tubiana, Cees Dekker, Davide Michieletto
Publié dans: Physical Review X, Numéro 13, 2023, ISSN 2160-3308
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevx.13.021010

Telomeres stall DNA loop extrusion by condensin

Auteurs: 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
Publié dans: Cell Reports, Numéro 44, 2025, Page(s) 115900, ISSN 2211-1247
Éditeur: Cell Press
DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115900

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

Auteurs: A. Blanch Jover, N. De Franceschi, D. Fenel, W. Weissenhorn, C. Dekker
Publié dans: FEBS Lett. 596, 2022, ISSN 0014-5793
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1002/1873-3468.14324

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

Auteurs: 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
Publié dans: ACS Synth. Biol. 10, 2021, ISSN 2161-5063
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acssynbio.1c00068

The condensin holocomplex cycles dynamically between open and collapsed states

Auteurs: J.-K Ryu, A.J. Katan, E.O. van der Sluis, T. Wisse, R. de Groot, C. Haering, C. Dekker
Publié dans: Nature Struct. Molec. Biol. 27, 2020, ISSN 1545-9993
Éditeur: 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

Auteurs: Roman Barth, Biswajit Pradhan, Eugene Kim, Iain F. Davidson, Jaco van der Torre, Jan-Michael Peters, Cees Dekker
Publié dans: Scientific Reports, Numéro 13, 2023, ISSN 2045-2322
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41598-023-35359-2

Monographic books (2)

Single-molecule ionic and optical sensing with nanoapertures

Auteurs: W. Yang, C. Dekker
Publié dans: Book chapter in ' Single Molecule Nanosensors and Nanosystems' (Eds. W. Bowen, R. Gordon, F. Vollmer; Springer book series Nanostructure Science and Technology), Numéro 6, 2022, Page(s) pp 367–387
Éditeur: Springer

Single-molecule ionic and optical sensing with nanoapertures

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