Cees Dekker

Físico holandés (nacido en 1959)

Cornelis "Cees" Dekker (nacido el 7 de abril de 1959 en Haren, Groningen ) es un físico holandés y catedrático distinguido de la Universidad Tecnológica de Delft . Es conocido por sus investigaciones sobre nanotubos de carbono , biofísica de moléculas individuales y nanobiología .

Biografía

Nacido en Haren, Groningen en 1959, Dekker estudió en la Universidad de Utrecht , donde obtuvo un doctorado en Física Experimental en 1988.

En 1988, Dekker comenzó su carrera académica como profesor asistente en la Universidad de Utrecht; durante esos años también trabajó en Estados Unidos como investigador visitante en IBM Research . Fue durante este período que Dekker llevó a cabo investigaciones sobre sistemas de espín magnético y sobre ruido en superconductores y semiconductores .

En 1993 fue nombrado profesor asociado en la Universidad Tecnológica de Delft. A mediados de los años 90, Dekker y su equipo consiguieron el éxito con el descubrimiento de las propiedades electrónicas de los nanotubos de carbono , el primer transistor de molécula única y otras nanociencias .

En 1999 fue nombrado profesor de la Cátedra Antoni van Leeuwenhoek, una cátedra para científicos jóvenes destacados. En 2000, fue nombrado profesor titular regular de Biofísica Molecular en la Facultad de Ciencias Aplicadas de Delft. En 2007, fue nombrado Profesor Universitario Distinguido en Delft. ^[1] De 2010 a 2012, fue el presidente inaugural de un nuevo Departamento de Bionanociencia en la Universidad de Delft . De 2010 a 2018, Dekker actuó como Director del Instituto Kavli de Nanociencia en Delft. De 2015 a 2020 fue Profesor de la Real Academia de las Artes y las Ciencias de los Países Bajos .

Dekker ha recibido numerosos premios nacionales e internacionales, entre ellos el Premio Agilent Europhysics de 2001, el Spinozapremie de 2003 , ^[2] el Premio de Nanociencia de 2012 y el Premio de Nano Investigación de 2021. ^[3] También se le concedió un doctorado honoris causa de la Universidad de Hasselt , Bélgica.

En reconocimiento a sus logros, Dekker fue elegido miembro de la Real Academia Holandesa de las Artes y las Ciencias en 2003, ^[4] miembro de la Sociedad Americana de Física y del Instituto de Física y en 2014 fue galardonado con el título de Caballero de la Orden del León de los Países Bajos .

Trabajar

Dekker comenzó su investigación sobre nanotubos de carbono individuales en 1993, cuando estableció una nueva línea de investigación para estudiar el transporte eléctrico a través de moléculas orgánicas individuales entre nanoelectrodos. En 1996 se produjo un gran avance con los nanotubos de carbono. Esto se logró en colaboración con el grupo del premio Nobel Richard Smalley . Se utilizaron técnicas de STM y nanolitografía para demostrar que estos nanotubos son cables cuánticos a nivel de molécula individual, con propiedades físicas excepcionales. Se descubrieron muchos fenómenos nuevos, y él y su grupo de investigación establecieron una posición de liderazgo en este campo de investigación. Dekker y su grupo de investigación descubrieron una nueva física de los nanotubos, así como exploraron la viabilidad de la electrónica molecular . En 1998, fueron los primeros en construir un transistor basado en una sola molécula de nanotubo.

Desde el año 2000, Dekker ha desplazado el foco principal de su trabajo hacia la biofísica, donde estudia las propiedades de biomoléculas y células individuales utilizando las herramientas de la nanotecnología . Este cambio de campo fue impulsado por su fascinación por el notable funcionamiento de las estructuras moleculares biológicas, así como por la perspectiva a largo plazo de que se pueden esperar muchos descubrimientos interesantes en este campo. ^[5] Las líneas de investigación actuales en su grupo de biofísica se encuentran en las áreas de: ^[6]

• Nanoporos para secuenciación de ADN y proteínas
• Biofísica del mantenimiento de la cromatina
• Biología de abajo hacia arriba: hacia células sintéticas

Logros de investigación

Fuente: ^{[5] [6]}

Década de 1980

• 1988, primera realización de un modelo de vidrio de espín bidimensional y verificación de su dinámica

Década de 1990

• 1990, primera medición del efecto del tamaño cuántico en el ruido de los contactos puntuales cuánticos
• 1991, demostración de una nueva fase de vidrio vórtice en superconductores de alta temperatura
• 1996, primeros dispositivos de ondas de densidad de carga mesoscópicas; y primeras mediciones eléctricas en un único nanocúmulo de metal entre nanoelectrodos
• 1997, descubrimiento de que los nanotubos de carbono se comportan como cables moleculares coherentes cuánticos
• 1998, descubrimiento de que los nanotubos de carbono actúan como semiconductores o metales dependientes de la quiralidad; y descubrimiento de transistores a temperatura ambiente, fabricados a partir de una única molécula de nanotubo.
• 1999, primera medición de la función de onda de orbitales moleculares individuales de nanotubos de carbono; y descubrimiento de heterojunciones de torcedura de nanotubos de carbono que proporcionaron evidencia decisiva para una nueva descripción de Luttinger de los electrones en interacción en nanotubos

Década de 2000

• 2000, descubrimiento de que los nanotubos pueden transportar densidades de corriente extraordinariamente grandes; se resolvió el controvertido problema del transporte electrónico a través de moléculas de ADN mediante mediciones del comportamiento aislante a nivel de moléculas individuales; y se demostró una técnica AFM para la manipulación de nanotubos a nivel de moléculas individuales
• 2001, descubrimiento de transistores de un solo electrón a temperatura ambiente basados ​​en nanotubos; realización de los primeros circuitos lógicos con dispositivos de nanotubos de carbono; y descubrimiento de la estructura molecular de las enzimas de reparación del ADN con AFM
• 2002, exploración de nuevas rutas de ensamblaje con nanotubos de carbono funcionalizados con ADN
• 2003, se demostraron los primeros biosensores hechos de un nanotubo de carbono; se resolvió la estructura y el mecanismo de las proteínas de reparación del ADN; y se descubrió una nueva técnica para fabricar nanoporos de estado sólido para la translocación del ADN.
• 2004, descubrimiento de nueva física en la translocación de ADN a través de nanoporos; primer estudio experimental de conducción de iones en canales nanofluídicos; primera electroquímica con nanotubos de carbono individuales de pared simple; detección y control STM de fonones en nanotubos de carbono; primer acoplamiento eléctrico de microtúbulos en nanoestructuras recubiertas de kinesina; primera caracterización biofísica de las propiedades mecánicas del ARN bicatenario; y primer estudio de molécula única de translocación de ADN por una enzima de modificación de restricción.
• 2005, descubrimiento del mecanismo de desenrollado del ADN por enzimas topoisomerasas; descubrimiento de cambios conformacionales de largo alcance en complejos de reparación de ADN/Mre11; y primeras mediciones de fuerza en una molécula de ADN en un nanoporo
• 2006, primera demostración de clasificación molecular en un laboratorio en un chip utilizando biomotores; descubrimiento de nanoburbujas en nanoporos de estado sólido; y primera estimación de la conversión de energía electrocinética en un canal nanofluídico
• 2007, primera detección en tiempo real del intercambio de cadenas en la recombinación homóloga por RecA; descubrimiento de una longitud de baja persistencia de los extremos de los microtúbulos; y se resolvió el mecanismo de biodetección con nanotubos de carbono.
• 2008, primera observación de translocación de ADN recubierto de proteínas a través de nanoporos; resolvió el origen de la fuerza electroforética sobre el ADN en nanoporos; descubrió un aumento significativo de la velocidad de los microtúbulos en campos eléctricos; descubrió una orientación electrohidrodinámica anómala de los microtúbulos; y resolvió el origen del ruido en nanotubos de carbono en líquido
• 2009, descubrimiento de un nuevo fenotipo para bacterias en estrechas rendijas nanofluídicas; y primera detección de estructuras proteicas locales a lo largo del ADN utilizando nanoporos de estado sólido

Década de 2010

• 2010, se desarrolló una nueva forma ('transferencia de cuña') de manipular nanoestructuras; primer informe de translocación de ADN a través de nanoporos de grafeno; y se lograron nanoporos híbridos mediante la inserción dirigida de α-hemolisina en nanoporos de estado sólido
• 2011, primeras mediciones in vitro del transporte a través de un único complejo de poro nuclear biomimético; desarrollo de pinzas magnéticas multiplexadas para experimentos con kilomoléculas; y se resolvió el mecanismo de reconocimiento de homología en la recombinación homóloga del ADN.
• 2012, descubrimiento de que la oclusión del nucleoide subyace a la precisión de la división celular bacteriana; y primer estudio de la dinámica de las superenrollaciones del ADN y el descubrimiento del salto de superenrollamiento
• 2013, modelado controlado de células bacterianas vivas en formas arbitrarias; y descubrimiento de fluctuaciones espontáneas en la lateralidad de los tetrasomas de histonas
• 2014, primer estudio de las oscilaciones de la proteína Min en bacterias con forma modificada
• 2015, descubrimiento de que la condensina es una estructura proteica altamente flexible; y primera detección de nudos de ADN utilizando nanoporos
• 2018, primera prueba visual directa de la extrusión de bucles de ADN por proteínas SMC ^[7]
• 2019, primera visualización del cromosoma circular de la bacteria E. coli.

Década de 2020

• 2020, se descubrió un nuevo tipo de bucles en la cromatina (bucles Z) ^[8]
• 2021, desarrolló una trampa electroosmótica de nanoporos para el estudio sin etiquetas de proteínas individuales ^[9]
• 2021, se demostró la relectura ilimitada de proteínas individuales mediante secuenciación de nanoporos ^[10]
• 2022, mostró una extrusión de bucle de ADN no topológica por el paso de SMC de enormes obstáculos ^[11]
• 2022, se realizó una turbina a nanoescala construida a partir de origami de ADN en un nanoporo ^[12]
• 2023, desarrolló una maquinaria de división de un componente para células sintéticas ^[13]

Otros intereses

Dekker es cristiano y participa activamente en el debate sobre la relación entre ciencia y religión, un tema sobre el que ha coeditado varios libros. ^[14] En 2005, Dekker se involucró en los debates en todo Holanda sobre el Diseño Inteligente, un movimiento del que desde entonces se ha distanciado claramente. Dekker defiende que la ciencia y la religión no están en oposición, sino que pueden armonizarse.

Escribió el prólogo de la traducción al holandés de 'El lenguaje de Dios' de Francis Collins , ex director de los Institutos Nacionales de Salud . Al igual que Collins, Dekker es un defensor de la evolución teísta . Debate activamente con creacionistas en los Países Bajos. ^[15] En 2015, coescribió un libro infantil que explicaba una creación evolutiva a los niños pequeños. Este se tradujo al inglés como 'Science Geek Sam and his Secret Logbook'. ^[16] También coescribió 'Dawn: A Proton's Tale of All That Came to Be', ^[17] un libro que combina la narrativa científica sobre la evolución del cosmos con la historia cristiana de la creación .

Recepción

Dekker tiene más de 400 publicaciones, incluidos más de 30 artículos en Nature y Science. ^{[18] [19]} Trece de las publicaciones de su grupo han sido citadas más de 1000 veces, y en 2001, su trabajo grupal fue seleccionado como Avance del año por la revista Science .

Referencias

1. Cees Dekker Profesor universitario en la Universidad Tecnológica de Delft Archivado el 9 de junio de 2011 en Wayback Machine.
2. "Premio Spinoza NWO 2003". Organización Neerlandesa para la Investigación Científica. 4 de septiembre de 2014. Consultado el 30 de enero de 2016 .
3. "Premio de Investigación Nano 2021" . Consultado el 5 de enero de 2024 .
4. "Cees Dekker" (en holandés). Real Academia de las Artes y las Ciencias de los Países Bajos . Consultado el 14 de julio de 2015 .
5. de Dekker Long CV
6. "Sitio web del Laboratorio Dekker de la TU Delft" . Consultado el 5 de enero de 2024 .
7. Ganji, Mahipal; Shaltiel, Indra A.; Bisht, Shveta; Kim, Eugene; Kalichava, Ana; Haering, Christian H.; Dekker, Cees (22 de febrero de 2018). "Imágenes en tiempo real de la extrusión de bucles de ADN por condensina". Science . 360 (6384): 102–105. Bibcode :2018Sci...360..102G. doi :10.1126/science.aar7831. ISSN  0036-8075. PMC 6329450 . PMID  29472443. 
8. Kim, Eugene; Kerssemakers, Jacob; Shaltiel, Indra A.; Haering, Christian H.; Dekker, Cees (2020). "Los complejos de condensina extrusora de bucles de ADN pueden atravesarse entre sí". Nature . 579 (7799): 438–442. Bibcode :2020Natur.579..438K. doi :10.1038/s41586-020-2067-5. PMID  32132705 . Consultado el 5 de enero de 2024 .
9. Schmid, Sonja; Stömmer, Pierre; Dietz, Hendrik; Dekker, Cees (2021). "Trampa electroosmótica de nanoporos para el estudio sin etiquetas de proteínas individuales y sus conformaciones". Nature Nanotechnology . 16 (11): 1244–1250. Bibcode :2021NatNa..16.1244S. doi :10.1038/s41565-021-00958-5. PMID  34462599 . Consultado el 5 de enero de 2024 .
10. Brinkerhoff, Henry; Kang, Albert SW; Liu, Jingqian; Aksimentiev, Aleksei; Dekker, Cees (2021). "Múltiples relecturas de proteínas individuales con resolución de un solo aminoácido utilizando nanoporos". Science . 374 (6574): 1509–1513. Bibcode :2021Sci...374.1509B. doi :10.1126/science.abl4381. PMC 8811723 . PMID  34735217. 
11. "Los complejos SMC pueden atravesar obstáculos físicos más grandes que el tamaño de su anillo" . Consultado el 5 de enero de 2024 .
12. Shi, Xin; Pumm, Anna-Katharina; Maffeo, Christopher; Kohler, Fabian; Feigl, Elija; Zhao, Wenxuan; Verschueren, Daniel; Golestanian, Ramin; Aksimentiev, Aleksei; Dietz, Hendrik; Dekker, Cees (2024). "Una turbina de ADN alimentada por un potencial transmembrana a través de un nanoporo". Nature Nanotechnology . 19 (3): 338–344. arXiv : 2206.06612 . Código Bibliográfico :2024NatNa..19..338S. doi :10.1038/s41565-023-01527-8. PMID  37884658 . Consultado el 5 de enero de 2024 .
13. De Franceschi, Nicola; Barth, Roman; Meindlhumer, Sabrina; Fragasso, Alessio; Dekker, Cees (2024). "Dynamin A as a one-component division machinery for Synthetic cells" (Dinamina A como maquinaria de división de un componente para células sintéticas). Nature Nanotechnology . 19 (1): 70–76. Bibcode :2024NatNa..19...70D. doi :10.1038/s41565-023-01510-3. PMID  37798563 . Consultado el 5 de enero de 2024 .
14. Sitio web personal de Dekker
15. Artículo de periódico que informa sobre el debate entre Dekker y el creacionista Peter Scheele (en holandés)
16. "Libro infantil: Sam, un apasionado de la ciencia, y su cuaderno de bitácora secreto" . Consultado el 5 de enero de 2024 .
17. Dawn: A Proton's Tale of All That Came to Be (Amanecer: La historia de un protón sobre todo lo que llegó a ser) . Consultado el 5 de enero de 2024 .
18. Página de citas de Google Scholar de Cees Dekker
19. "Publicaciones".

Enlaces externos

• CV de Dekker