En 1997, se convirtió en líder del proyecto en el Instituto AMOLF, un instituto de investigación en física y biofísica, y se convirtió en jefe del departamento desde 2003 hasta 2013.
En 2013, recibieron una subvención de ERC Synergy para colaborar en la investigación sobre la regulación del citoesqueleto realizada por la célula.
[2][8] Dogterom actualmente lidera un equipo que apunta a construir la primera célula artificial.
[9] En su laboratorio, su equipo estudia y construye partes del citoesqueleto fuera de la célula, donde pueden medir las fuerzas que ejercen sobre otros componentes celulares.
La excolega de Dogterom, Anna Akhmanova, también fue nombrada como ganadora ese mismo año.