介绍一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，题目为“A Molecular Glue Approach to Control the Half-Life of CRISPR-Based Technologies”，通讯作者是来自Broad研究所的Amit Choudary教授，他们课题组的主要研究方向是基因组编辑。

CRISPR-Cas9技术作为一种强大的基因编辑工具，能够实现精确的基因组编辑，但在临床应用中需要精确控制其半衰期，以避免潜在的不良反应。然而，现有的基因编辑技术在控制Cas9半衰期方面存在诸多局限性，例如速度慢、活性低、需要融合较大的响应元件等。因此，开发一种能够快速、高效且精确控制CRISPR技术半衰期的新方法具有重要意义。

在本文中，作者开发了一种利用分子胶泊马度胺调控CRISPR-Cas9及相关技术活性的方法。泊马度胺是PROTAC中常用的E3泛素连接酶招募分子，能够与E3泛素连接酶配体CRBN结合，从而促进靶蛋白的泛素化与降解。在本文中，作者将特异性识别泊马度胺的蛋白结构域(“超级降解子”)与Cas9蛋白融合表达，在外源加入泊马度胺后，Cas9的降解被启动，从而实现CRISPR技术半衰期的可控调节。

作者对上述设计进行了实验验证。他们首先对超级降解子的插入位置进行了优化，并证明泊马度胺浓度12.7 nM (DC50)、处理30 min后，可观察到显著的Cas9降解现象，且这一过程可被蛋白酶体抑制剂MG132抑制。随后，作者将该系统应用于碱基编辑器、CRISPRa、CRISPRi的功能调控。例如，在ABE8e系统中，将超级降解子与ABE8e融合表达，在加入泊马度胺后，ABE8e被显著降解，导致A·T to G·C的编辑效率下降。此外，将超级降解子与anti-Cas9的蛋白AcrIIA4融合表达，外源加入泊马度胺可促进AcrIIA4降解，从而实现对Cas9活性的定点激活。

进一步研究发现，通过泊马度胺调控Cas9半衰期可影响CRISPR技术的生物学功能。Cas9诱导的双链断裂后，DNA修复的多种途径被启动，延长Cas9半衰期会增加易错修复(如NHEJ和MMEJ)的频率，而精确修复途径HDR的频率在Cas9发挥作用的24 h后基本达到饱和。。此外，缩短Cas9的半衰期可以降低碱基编辑器的脱靶效应，减少对细胞的损伤。

最后，作者通过AAV载体将碱基编辑器系统递送到小鼠体内，成功利用泊马度胺实现了对编辑活性的在体调控。

总之，本文发展了一种精确控制CRISPR技术半衰期的策略。

本文作者：YAQ

责任编辑：TZS

DOI：10.1021/jacs.5c06230

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c06230