SUMMARY PROteolysis Targeting Chimeras (PROTACs) are bifunctional molecules that degrade target proteins through recruiting E3 ligases. However, their application is limited in part because few E3 ligases can be recruited by known E3 ligase ligands. In this study, we identified piperlongumine (PL), a natural product, as a covalent E3 ligase recruiter, which induces CDK9 degradation when it is conjugated with SNS-032, a CDK9 inhibitor. The lead conjugate 955 can potently degrade CDK9 in a ubiquitin-proteasome-dependent manner and is much more potent than SNS-032 against various tumor cells in vitro . Mechanistically, we identified KEAP1 as the E3 ligase recruited by 955 to degrade CDK9 through a TurboID-based proteomics study, which was further confirmed by KEAP1 knockout and the nanoBRET ternary complex formation assay. In addition, PL-Ceritinib conjugate can degrade EML4-ALK fusion oncoprotein, suggesting that PL may have a broader application as a covalent E3 ligase ligand in targeted protein degradation.

The histone H3K27 demethylase KDM6A is a tumor suppressor in multiple cancers, including multiple myeloma (MM). We created isogenic MM cells disrupted for KDM6A and tagged the endogenous protein to facilitate genome wide studies. KDM6A binds genes associated with immune recognition and cytokine signaling. Most importantly, KDM6A binds and activates NLRC5 and CIITA encoding regulators of Major Histocompatibility Complex (MHC) genes. Patient data indicate that NLRC5 and CIITA, are downregulated in MM with low KDM6A expression. Chromatin analysis shows that KDM6A binds poised and active enhancers and KDM6A loss led to decreased H3K27ac at enhancers, increased H3K27me3 levels in body of genes bound by KDM6A and decreased gene expression. Reestablishing histone acetylation with an HDAC3 inhibitor leads to upregulation of MHC expression, offering a strategy to restore immunogenicity of KDM6A deficient tumors. Loss of Kdm6a in murine RAS-transformed fibroblasts led to increased growth in vivo associated with decreased T cell infiltration.

Abstract Despite the success of BCMA-targeting CAR-Ts in multiple myeloma, patients with high-risk cytogenetic features still relapse most quickly and are in urgent need of additional therapeutic options. Here, we identify CD70, widely recognized as a favorable immunotherapy target in other cancers, as a specifically upregulated cell surface antigen in high risk myeloma tumors. We use a structure-guided design to define a CD27-based anti-CD70 CAR-T design that outperforms all tested scFv-based CARs, leading to >80-fold improved CAR-T expansion in vivo. Epigenetic analysis via machine learning predicts key transcription factors and transcriptional networks driving CD70 upregulation in high risk myeloma. Dual-targeting CAR-Ts against either CD70 or BCMA demonstrate a potential strategy to avoid antigen escape-mediated resistance. Together, these findings support the promise of targeting CD70 with optimized CAR-Ts in myeloma as well as future clinical translation of this approach. One sentence summary Structure-optimized CD27-based CAR-T cells targeting CD70 are a promising therapeutic option for high-risk multiple myeloma patients who are most likely to relapse on current BCMA-targeting cellular therapies.

SUMMARY Metabolic dysfunction mutations can impair energy sensing and cause cancer. Loss of function of mitochondrial TCA cycle enzyme, succinate dehydrogenase B (SDHB) results in various forms of cancer typified by pheochromocytoma (PC). Here we delineate a signaling cascade where the loss of SDHB induces the Warburg effect in PC tumors, triggers dysregulation of Ca 2+ homeostasis, and aberrantly activates calpain and the protein kinase Cdk5, through conversion of its cofactor from p35 to p25. Consequently, aberrant Cdk5 initiates a cascade of phospho- signaling where GSK3 inhibition inactivates energy sensing by AMP-kinase through dephosphorylation of the AMP-kinase γ subunit, PRKAG2. Overexpression of p25-GFP in mouse adrenal chromaffin cells also elicits this phosphorylation signaling and causes PC tumor formation. A novel Cdk5 inhibitor, MRT3-007, reversed this phospho-cascade, invoking an anti- Warburg effect, cell cycle arrest, and senescence-like phenotype. This therapeutic approach halted tumor progression in vivo . Thus, we reveal an important novel mechanistic feature of metabolic sensing and demonstrate that its dysregulation underlies tumor progression in PC and likely other cancers. Highlights Loss of SDHB function in pheochromocytoma causes Ca 2+ dysregulation, calpain activation, and aberrant activation of the protein kinase Cdk5. Hyperactive Cdk5 deregulates a GSK3/PRKAG2/AMPKα signaling cascade. p25 overexpression and consequent aberrant Cdk5 activity in chromaffin cells causes pheochromocytoma. Inhibition of Cdk5 activates the PRKAG2/AMPK/p53 signaling to rescue cell senescence and block PC tumor progression. Graphical Abstract

The histone H3K27 demethylase KDM6A is a tumor suppressor in multiple cancers, including multiple myeloma (MM). We created isogenic MM cells disrupted for KDM6A and tagged the endogenous protein to facilitate genome wide studies. KDM6A binds genes associated with immune recognition and cytokine signaling. Most importantly, KDM6A binds and activates

Abstract The COVID-19 pandemic has resulted in 153 million infections and 3.2 million deaths as of May 2021. While effective vaccines are being administered globally, there is still a great need for antiviral therapies as potentially antigenically distinct SARS-CoV-2 variants continue to emerge across the globe. Viruses require host factors at every step in their life cycle, representing a rich pool of candidate targets for antiviral drug design. To identify host factors that promote SARS-CoV-2 infection with potential for broad-spectrum activity across the coronavirus family, we performed genome-scale CRISPR knockout screens in two cell lines (Vero E6 and HEK293T ectopically expressing ACE2) with SARS-CoV-2 and the common cold-causing human coronavirus OC43. While we identified multiple genes and functional pathways that have been previously reported to promote human coronavirus replication, we also identified a substantial number of novel genes and pathways. Of note, host factors involved in cell cycle regulation were enriched in our screens as were several key components of the programmed mRNA decay pathway. Finally, we identified novel candidate antiviral compounds targeting a number of factors revealed by our screens. Overall, our studies substantiate and expand the growing body of literature focused on understanding key human coronavirus-host cell interactions and exploit that knowledge for rational antiviral drug development. One Sentence Summary Genome-wide CRISPR screens identified host factors that promote human coronavirus infection, revealing novel antiviral drug targets.