Marcel Tijsterman
Hoogleraar Genoomstabiliteit
- Naam
- Prof.dr. M. Tijsterman
- Telefoon
- +31 71 526 9111
- m.tijsterman@lumc.nl
- ORCID iD
- 0000-0001-8465-9002
Marcel Tijsterman is hoogleraar Genoomstabiliteit bij de Leidse faculteit Geneeskunde en werkzaam bij de afdeling Humane Genetica van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). Tevens heeft hij als gasthoogleraar Genoom Engineering een aanstelling bij het Instituut Biologie Leiden (IBL).
Meer informatie over Marcel Tijsterman
Promovendi
Postdocs
Marcel Tijsterman is hoogleraar Genoomstabiliteit bij de Leidse faculteit Geneeskunde en werkzaam bij de afdeling Humane Genetica van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). Tevens heeft hij als bijzonder hoogleraar Genoom Engineering bij de Leidse faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen een aanstelling bij het Instituut Biologie Leiden (IBL).
Genoomstabiliteit
De complexiteit van het menselijk lichaam is duizelingwekkend: tien tot de veertiende cellen en of het nu darmcellen, huidcellen of neuronen zijn, allemaal bevatten ze dezelfde genetische informatie, die is opgeslagen in een molecuul met de chemische naam desoxyribonucleïnezuur, oftewel DNA. Onze genetische informatie is gelegen op 23 chromosoomparen en staat geschreven in een taal die slechts 4 letters kent: de basen G, A, T en C. Slechts 4 letters, maar daar hebben we er dan per cel 12 miljard van. Bij elkaar worden die 46 chromosomen het humane genoom genoemd - het genoom, gedefinieerd als het genetische materiaal van een organisme. De leerstoel genoomstabiliteit betreft de stabiliteit van het erfelijk materiaal, het behoud van genetische integriteit en informatie, ter voorkoming van ziekte en ter instandhouding van de soort.
De noodzaak tot zorgvuldige overdracht van genetisch informatie is evident. Toch worden wij helaas te vaak geconfronteerd met het gegeven dat het overerven van DNA weliswaar heel secuur verloopt, maar niet foutloos is. Bij iedere celdeling treden kleine veranderingen op, zogenaamde mutaties, die gedurende een mensenleven accumuleren en bij elkaar opgeteld de oorzaak zijn van de ouderdomsziekte die verantwoordelijk is voor een kwart van alle sterfgevallen in de westerse wereld: kanker. Kanker is echter niet één ziekte maar een verzamelnaam: vrijwel geen tumor is hetzelfde. De complexiteit is enorm en toekomstige kankertherapieën zullen erop worden gericht de genetische samenstelling van tumorcellen te achterhalen, te inventariseren welke mutaties zijn opgetreden, en wat daarvan het effect is, om te komen tot een op de patiëntgericht of wellicht beter gezegd op een tumorgericht behandelingsplan.
Wetenschappelijke carrière
Marcel Tijsterman heeft zijn studie scheikunde en promotieonderzoek gedaan aan de Universiteit van Leiden. De titel van zijn proefschrift (1999) luidt “Repair analysis of UV-induced DNA damage at nucleotide resolution”. Vervolgens heeft hij onderzoek verricht bij het Nederlands Kanker Instituut (NKI) in Amsterdam en het Hubrecht Instituut in Utrecht. In 2009 verhuisde hij zijn onderzoeksgroep naar het Leids Universiteit Medisch Centrum waar hij in 2014 is benoemd tot hoogleraar Genoomstabiliteit. De titel van zijn oratie is “Over Darwin en DNA, over schoonheid in vergankelijkheid”. In 2017 is hij ook benoemd tot hoogleraar Genoom Engineering bij het Instituut Biologie te Leiden.
Hoe DNA mutaties ontstaan, welke processen het ontstaan van mutaties stimuleren dan wel voorkomen en met name hoe die processen op moleculair niveau werken, is al sinds zijn promotieonderzoek het centrale thema in het onderzoek van Tijsterman. Het uitgevoerde basaal wetenschappelijk onderzoek heeft geleid tot elementair inzicht in hoe cellen omgaan met DNA breuken en moeilijk te repliceren gebieden, in mens, dier en plant. De meest belangrijke recente bijdragen zijn: i) de ontdekking van een specifieke vorm van DNA-breukherstel, waarbij het eiwit DNA polymerase Theta een essentiële rol vervult, ii) in samenwerking met het Instituut Biologie Leiden de opheldering van het DNA-integratiemechanisme dat verantwoordelijk is voor het maken van transgene planten, iii) hoe zoogdiercellen “vreemd” DNA in hun genoom opnemen, iv) welke DNA herstelprocessen van belang zijn bij het modificeren van het genoom door CRISPR technologie.
Dit onderzoek, dat begint bij het inzichtelijk maken van het mechanisme, werkt zich gestaag omhoog richting de patiënt: actueel onderzoek is gericht op de vraag in welke mate deze mechanismen bijdragen aan het ontstaan van kanker, maar ook hoe de opgedane kennis gebruikt kan worden bij de behandeling hiervan.
Tevens wordt gericht onderzocht hoe in de toekomst efficiënter, maar met name ook veiliger, gen-correcties of andere vormen van genoom engineering kunnen worden uitgevoerd in zowel medische en biotechnologische contexten. In het kader van de humane studies gebeurt dit bij het LUMC, het werk bij het IBL is erop gericht om het verkregen inzicht in DNA reparatie mechanismen in te zetten bij het ontwikkelen van gewassen.
Betrokkken onderzoeksthema's LUMC:
Prijzen en eervolle benoemingen
Voor zijn onderzoek heeft Marcel Tijsterman een loopbaangerichte NWO-VIDI en een ERC-starting beurs ontvangen.
Hoogleraar Genoomstabiliteit
- Faculteit Geneeskunde
- Divisie 4
- Humane Genetica
- Kamoen L., Kralemann L.E.M., Schendel R. van, Tol N. van, Hooykaas P.J.J., Pater B.S. de & Tijsterman M. (2024), Genetic dissection of mutagenic repair and T-DNA capture at CRISPR-induced DNA breaks in Arabidopsis thaliana, PNAS Nexus 3(3): pgae094.
- Kralemann L.E.M., Tol N. van, Hooykaas P.J.J. & Tijsterman M. (2024), Molecular analysis of the role of polymerase theta in gene targeting in Arabidopsis thaliana, The Plant Journal 118(1): 255-262.
- Pater S. de, Kamoen L., Schendel R. van, Hooykaas P.J.J. & Tijsterman M. (2024), Profiling Cas9- and Cas12a-induced mutagenesis in Arabidopsis thaliana, The Plant Journal : .
- Pu, L.J.; Wang, J.; Lu, Q.X.; Nilsson, L.; Philbrook, A.; Pandey, A.; Zhao, L.A.; Schendel, R. van; Koh, A.; Peres, T.V.; Hashi, W.H.; Myint, S.L.; Williams, C.; Gilthorpe, J.D.; Wai, S.N.; Brown, A.; Tijsterman, M.; Sengupta, P.; Henriksson, J. & Chen, C.C. (2023), Dissecting the genetic landscape of GPCR signaling through phenotypic profiling in C. elegans, Nature Communications 14(1).
- Kralemann, L.E.M. & Tijsterman, M. (2023), A light switch for DNA break repair, Nature Plants 9(8): 1178-1179.
- Vugt, M.A.T.M. van & Tijsterman, M. (2023), POLQ to the rescue for double-strand break repair during mitosis, Nature Structural and Molecular Biology 30.
- Schimmel, J.; Munoz-Subirana, N.; Kool, H.; Schendel, R. van; Vlies, S. van der; Kamp, J.A.; Vrij, F. de; Kushner, S.A.; Smith, G.C.M.; Boulton, S.J. & Tijsterman, M. (2023), Modulating mutational outcomes and improving precise gene editing at CRISPR-Cas9-induced breaks by chemical inhibition of end-joining pathways, Cell Reports 42(2).
- Tol N. van, Schendel R. van, Bos. A, Kregten M. van, Pater B.S. de, Hooykaas P.J.J. & Tijsterman M. (2022), Gene targeting in polymerase theta-deficient arabidopsis thaliana, The Plant Journal 109(1): 112-125.
- Kralemann L.E.M., Pater B.S. de, Shen H., Kloet S.L., Schendel R. van, Hooykaas P.J.J. & Tijsterman M. (2022), Distinct mechanisms for genomic attachment of the 5' and 3' ends of Agrobacterium T-DNA in plants, Nature Plants 8(5): 526-534.
- Tol, N.; Schendel, R.; Bos, A.; Kregten, M.; Pater, S.; Hooykaas, P.J.J. & Tijsterman, M. (2022), Gene targeting in polymerase theta-deficient Arabidopsis thaliana, The Plant Journal 109(1): 112-125.
- Hoijer, I.; Emmanouilidou, A.; Ostlund, R.; Schendel, R. van; Bozorgpana, S.; Tijsterman, M.; Feuk, L.; Gyllensten, U.; Hoed, M. den & Ameur, A. (2022), CRISPR-Cas9 induces large structural variants at on-target and off-target sites in vivo that segregate across generations, Nature Communications 13.
- Schendel, R. van; Schimmel, J. & Tijsterman, M. (2022), SIQ, NAR Genomics and Bioinformatics 4(3).
- Kamp, J.A.; Lemmens, B.B.L.G.; Romeijn, R.J.; Gonzalez-Prieto, R.; Olsen, J.V.; Vertegaal, A.C.O.; Schendel, R. van & Tijsterman, M. (2022), THO complex deficiency impairs DNA double-strand break repair via the RNA surveillance kinase SMG-1, Nucleic Acids Research 50(11): 6235-6250.
- Heijink, A.M.; Stok, C.; Porubsky, D.; Manolika, E.M.; Kanter, J.K. de; Kok, Y.P.; Everts, M.; Boer, H.R. de; Audrey, A.; Bakker, F.J.; Wierenga, E.; Tijsterman, M.; Guryev, V.; Spierings, D.C.J.; Knipscheer, P.; Boxtel, R. van; Chaudhuri, A.R.; Lansdorp, P.M. & Vugt, M.A.T.M. van (2022), Sister chromatid exchanges induced by perturbed replication can form independently of BRCA1, BRCA2 and RAD51, Nature Communications 13(1).
- Kralemann, L.E.M.; Pater, S. de; Shen, H.X.; Kloet, S.L.; Schendel, R. van; Hooykaas, P.J.J. & Tijsterman, M. (2022), Distinct mechanisms for genomic attachment of the 5 ' and 3 ' ends of Agrobacterium T-DNA in plants, Nature Plants 8(5): 526-+.
- Kamp J.A., Lemmens B.B.L.G., Romeijn R.J., Changoer S.C., Schendel R. van & Tijsterman M. (2021), Helicase q promotes homology-driven dna double-strand break repair and prevents tandem duplications, Nature Communications 12: 7126 .
- Schimmel J., Muñoz-Subirana N., Kool H., Schendel R. van & Tijsterman M. (2021), Small tandem dna duplications result from cst-guided pol α-primase action at dna break termini, Nature Communications 12(1): 4843.
- Schendel R. van, Romeijn R., Buijs H. & Tijsterman M. (2021), Preservation of lagging strand integrity at sites of stalled replication by pol α-primase and 9-1-1 complex, Science Advances 7(21): eabf2278.
- Kamp, J.A.; Lemmens, B.B.L.G.; Romeijn, R.J.; Changoer, S.C.; Schendel, R. van & Tijsterman, M. (2021), Helicase Q promotes homology-driven DNA double-strand break repair and prevents tandem duplications, Nature Communications 12(1).
- Zatreanu, D.; Robinson, H.M.R.; Alkhatib, O.; Boursier, M.; Finch, H.; Geo, L.; Grande, D.; Grinkevich, V.; Heald, R.A.; Langdon, S.; Majithiya, J.; McWhirter, C.; Martin, N.M.B.; Moore, S.; Neves, J.; Rajendra, E.; Ranzani, M.; Schaedler, T.; Stockley, M.; Wiggins, K.; Brough, R.; Sridhar, S.; Gulati, A.; Shao, N.; Badder, L.M.; Novo, D.; Knight, E.G.; Marlow, R.; Haider, S.; Callen, E.; Hewitt, G.; Schimmel, J.; Prevo, R.; Alli, C.; Ferdinand, A.; Bell, C.; Blencowe, P.; Bot, C.; Calder, M.; Charles, M.; Curry, J.; Ekwuru, T.; Ewings, K.; Krajewski, W.; MacDonald, E.; McCarron, H.; Pang, L.; Pedder, C.; Rigoreau, L.; Swarbrick, M.; Wheatley, E.; Willis, S.; Wong, A.C.; Nussenzweig, A.; Tijsterman, M.; Tutt, A.; Boulton, S.J.; Higgins, G.S.; Pettitt, S.J.; Smith, G.C.M. & Lord, C.J. (2021), Pol theta inhibitors elicit BRCA-gene synthetic lethality and target PARP inhibitor resistance, Nature Communications 12(1).
- Schendel, R. van; Romeijn, R.; Buijs, H. & Tijsterman, M. (2021), Preservation of lagging strand integrity at sites of stalled replication by Pol alpha-primase and 9-1-1 complex, Science Advances 7(21).
- Schimmel, J.; Munoz-Subirana, N.; Kool, H.; Schendel, R. van & Tijsterman, M. (2021), Small tandem DNA duplications result from CST-guided Pol alpha-primase action at DNA break termini, Nature Communications 12(1).
- Zelensky, A.N.; Schoonakker, M.; Brandsma, I.; Tijsterman, M.; Gent, D.C. van; Essers, J. & Kanaar, R. (2020), Low dose ionizing radiation strongly stimulates insertional mutagenesis in a gamma H2AX dependent manner, PLoS Genetics 16(1).
- Bostelen, I. van; Schendel, R. van; Romeijn, R. & Tijsterman, M. (2020), Translesion synthesis polymerases are dispensable for C. elegans reproduction but suppress genome scarring by polymerase theta-mediated end joining, PLoS Genetics 16(4).
- Kamp, J.A.; Schendel, R. van; Dilweg, I.W. & Tijsterman, M. (2020), BRCA1-associated structural variations are a consequence of polymerase theta-mediated end-joining, Nature Communications 11(1).
- Schimmel, J.; Schendel, R. van; Dunnen, J.T. den & Tijsterman, M. (2019), Templated Insertions: A Smoking Gun for Polymerase Theta-Mediated End Joining, Trends in Genetics 35(9): 632-644.
- Schimmel, J.; Kool, H.; Schendel, R. van & Tijsterman, M. (2017), Mutational signatures of non-homologous and polymerase theta-mediated end-joining in embryonic stem cells, EMBO Journal 36(24): 3634-3649.
- Zelensky, A.N.; Schimmel, J.; Kool, H.; Kanaar, R. & Tijsterman, M. (2017), Inactivation of Pol theta and C-NHEJ eliminates off-target integration of exogenous DNA, Nature Communications 8.
- Bostelen, I. van & Tijsterman, M. (2017), Combined loss of three DNA damage response pathways renders C-elegans intolerant to light, DNA Repair 54: 55-62.
- Kregten M. van, Pater B.S. de, Romeijn R., Schendel R. van, Hooykaas P.J.J. & Tijsterman M. (2016), T-DNA integration in plants results from polymerase-theta-mediated DNA repair, Nature Plants 2(10): 16164.
- Schendel, R. van; Heteren, J. van; Welten, R. & Tijsterman, M. (2016), Genomic Scars Generated by Polymerase Theta Reveal the Versatile Mechanism of Alternative End-Joining, PLoS Genetics 12(10).
- Zeller, P.; Padeken, J.; Schendel, R. van; Kalck, V.; Tijsterman, M. & Gasser, S.M. (2016), Histone H3K9 methylation is dispensable for Caenorhabditis elegans development but suppresses RNA:DNA hybrid-associated repeat instability, Nature Genetics 48(11): 1385-1395.
- Koning, M.T.; Bergen, C.A.M. van; Trollmann, I.J.M.; Scherer, H.U.; Attikum, H. van; Toes, R.E.M.; Kielbasa, S.M.; Tijsterman, M. & Veelken, H. (2016), Prevalence, structure and putative mechanism for large genetic insertions in VDJ recombination, European Journal of Immunology 46: 1136-1136.
- Kregten, M. van; Pater, S. de; Romeijn, R.; Schendel, R. van; Hooykaas, P.J.J. & Tijsterman, M. (2016), T-DNA integration in plants results from polymerase-theta-mediated DNA repair, Nature Plants 2(10).
- Schendel, R. van; Roerink, S.F.; Portegijs, V.; Heuvel, S. van den & Tijsterman, M. (2015), Polymerase Theta is a key driver of genome evolution and of CRISPR/Cas9-mediated mutagenesis, Nature Communications 6.
- Lemmens, B.; Schendel, R. van & Tijsterman, M. (2015), Mutagenic consequences of a single G-quadruplex demonstrate mitotic inheritance of DNA replication fork barriers, Nature Communications 6.
- Koole, W.; Schendel, R. van; Karambelas, A.E.; Heteren, J.T. van; Okihara, K.L. & Tijsterman, M. (2014), A Polymerase Theta-dependent repair pathway suppresses extensive genomic instability at endogenous G4 DNA sites, Nature Communications 5.
- Bosch, P.C.; Segura-Bayona, S.; Koole, W.; Heteren, J.T. van; Dewar, J.M.; Tijsterman, M. & Knipscheer, P. (2014), FANCJ promotes DNA synthesis through G-quadruplex structures, EMBO Journal 33(21): 2521-2533.
- Koole, W. & Tijsterman, M. (2014), Mosaic analysis and tumor induction in zebrafish by microsatellite instability-mediated stochastic gene expression.
- Roerink, S.F.; Schendel, R. van & Tijsterman, M. (2014), Polymerase theta-mediated end joining of replication-associated DNA breaks in C.elegans, Genome Research 24(6): 954-962.
- Kregten, M. van & Tijsterman, M. (2014), The repair of G-quadruplex-induced DNA damage, Experimental Cell Research 329(1): 178-183.
- Schendel, R. van & Tijsterman, M. (2013), Microhomology-Mediated Intron Loss during Metazoan Evolution, Genome Biology and Evolution 5(6): 1212-1219.
- Tarsounas, M. & Tijsterman, M. (2013), Genomes and G-Quadruplexes: For Better or for Worse, Journal of Molecular Biology 425(23): 4782-4789.
- Lemmens, B.B.L.G.; Johnson, N.M. & Tijsterman, M. (2013), COM-1 Promotes Homologous Recombination during Caenorhabditis elegans Meiosis by Antagonizing Ku-Mediated Non-Homologous End Joining, PLoS Genetics 9(2).
- Koole, W.; Schafer, H.S.; Agami, R.; Haaften, G. van & Tijsterman, M. (2013), A versatile microsatellite instability reporter system in human cells, Nucleic Acids Research 41(16).
- Johnson, N.M.; Lemmens, B.B.L.G. & Tijsterman, M. (2013), A Role for the Malignant Brain Tumour (MBT) Domain Protein LIN-61 in DNA Double-Strand Break Repair by Homologous Recombination, PLoS Genetics 9(3).
- Waaijers, S.; Portegijs, V.; Kerver, J.; Lemmens, B.B.L.G.; Tijsterman, M.; Heuvel, S. van den & Boxem, M. (2013), CRISPR/Cas9-Targeted Mutagenesis in Caenorhabditis elegans, Genetics 195(3): 1187-+.
- Roerink, S.F.; Koole, W.; Stapel, L.C.; Romeijn, R.J. & Tijsterman, M. (2012), A Broad Requirement for TLS Polymerases eta and kappa, and Interacting Sumoylation and Nuclear Pore Proteins, in Lesion Bypass during C. elegans Embryogenesis, PLoS Genetics 8(6): -.
- Lemmens, B.B.L.G. & Tijsterman, M. (2011), DNA double-strand break repair in Caenorhabditis elegans, Chromosoma 120(1): 1-21.
- Pontier DB, Kruisselbrink E, Guryev V & Tijsterman M (2009), Isolation of deletion alleles by G4 DNA-induced mutagenesis, Nature Methods 6(9): 655U43.
- Pontier DB & Tijsterman M (2009), A Robust Network of Double-Strand Break Repair Pathways Governs Genome Integrity during C. elegans Development, Current Biology 19(16): 1384-1388.
- van Haaften G, Romeijn R, Pothof J, Koole W, Mullenders LHF, Pastink A, Plasterk RHA & Tijsterman M (2006), Identification of conserved pathways of DNA-damage response and radiation protection by genome-wide RNAi, Current Biology 16(13).