靶向蛋白质降解（TPD）通过诱导目标蛋白与细胞内降解系统（如泛素-蛋白酶体、自噬或内吞途径）关键因子的邻近作用，实现对蛋白质、蛋白质团聚体或细胞器的选择性清除。过去二十多年，TPD在生物医药领域取得了突破性进展，但其在植物科学中的应用仍相对滞后。这主要由于RNA干扰（RNAi）和CRISPR技术在植物基因功能研究中的成熟应用，以及在植物或农业体系中实施化学、小分子或重组蛋白等TPD策略面临技术复杂性和成本高等问题。

近年来，遗传编码型嵌合蛋白降解器（genetically encoded chimeric protein degraders，GE-CPDs）的发展为靶向蛋白质降解提供了重要方案。作为基于基因工程的策略，GE-CPDs具备良好的植物适应性，能够实现内源蛋白的精准、可调控与条件性降解，为研究植物动态生命过程及作物复杂性状改良开辟了新路径。随着基因工程技术的持续进步与迭代，GE-CPDs有望发展为兼具通用性与可扩展性的技术平台，助力基础植物生物学研究与农业创新。

2025年6月25日，武汉大学高等研究院、杂交水稻全国重点实验室及湖北省洪山实验室胥国勇教授课题组在Molecular Plant上在线发表了题为“Targeted Protein Degradation and Protein-condensate Degradation for Plant Science and Crop Breeding”的综述论文。该综述系统梳理了动物靶向蛋白质降解系统的分类与原理，能够帮助研究者把握该领域的最新动态和进展，展望了小分子类型靶向蛋白降解技术在化学遗传学和农药开发中的潜力。更重要的是，该综述提出了相较于DNA和RNA层面调控，蛋白质水平调控所具有的五大潜在优势及未来发展方向，统称为“SCOCS”：

1. 选择性降解（Selective-Targeting）

GE-CPDs可实现对特定蛋白异构体，或处于特定翻译后修饰、寡聚、团（凝）聚或亚细胞定位状态的蛋白质的高度特异性靶向降解。

2. 共降解（Co-Targeting）

GE-CPDs可同时降解具有保守表位或结构的多种蛋白异构体及同源家族成员。此能力在植物遗传研究中中尤为重要，特别是针对多倍体作物中众多等位基因和同源基因存在的复杂遗传操作问题。

3. 靶向细胞器降解（Organelle-Targeting）

线粒体、过氧化物酶体、内质网和叶绿体等细胞器的损伤，是动植物衰老及胁迫响应的普遍特征。高效清除受损细胞器有助于维护细胞健康与功能。GE-CPDs可实现特定细胞器的降解，为解决植物细胞器功能障碍提供更动态且精准的手段。

4. 条件性降解（Conditional-Targeting）

GE-CPDs能够在时空维度实现受控蛋白质降解，对研究致死基因、组织特异性功能、细胞类型特异性作用及胁迫响应机制等具有重要意义。

5. 合成生物学工程（Synthetic-Engineering）

GE-CPDs的模块化设计使得降解器组件及其表达调控盒可被理性工程改造。借助合成生物学技术，通过将特异结合模块（如纳米抗体、单体抗体、抗体片段或相互作用肽段）融合至E3泛素连接酶或参与泛素-蛋白酶体系统、自噬及内吞途径的锚定蛋白，实现针对特定靶标的精准降解。

随着理性生命设计时代的到来，这类精细且可编程的技术不仅将革新我们探索生物学的能力，还将在蛋白质层面提供强有力的基因工程工具。要实现这一目标，深入理解细胞内蛋白质降解通路的机制至关重要。GE-CPD策略不仅是解码这些系统的强大工具，也将助力基础科学发现与农业创新形成良性循环，实现协同加速。

武汉大学博士后牛瑞霞为该论文第一作者。武汉大学胥国勇教授为通讯作者。武汉大学罗明、温晴、熊逸凡、党华参与了该项工作。相关工作得到农业生物育种重大项目、国家自然科学基金委、湖北洪山实验室重大项目、湖北省重点研发项目等资助。

参考文献：
1. Zhou, Y. et al. Plant HEM1 specifies a condensation domain to control immune gene translation. Nat Plants 9, 289-301 (2023). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01355-7
2. Tang, Z. et al. Alleviating protein-condensation-associated damage at the endoplasmic reticulum enhances plant disease tolerance. Cell Host Microbe 32, 1552-1565.e1558 (2024). https://doi.org/10.1016/j.chom.2024.07.013
3. Luo, M. et al. Genetically-encoded targeted protein degradation technology to remove endogenous condensation-prone proteins and improve crop performance. Nature Communications 16, 1159, doi:10.1038/s41467-025-56570-x (2025)