Abstract Currently high throughput approaches are lagged for isolation of antibodies whose function goes beyond simple binding, which have prevented the next generation cancer immunotherapeutics, such as bispecific T cell engager antibodies or agonist antibody of costimulatory receptor, from reaching their full potential. Here we developed a highly efficient droplet-based microfluidics platform combining with lentivirus transduction system that enables functional screening of millions of antibodies. To showcase the capacity of the system, functional antibodies for CD40 agonism with low frequency (<0.02%) were identified with 2 rounds of screening. To demonstrate its versatility, an anti-Her2/anti-CD3 bispecific antibody library was established using bispecific T cell Engager (BiTE) platform and functional screening enabled efficient identification of potent anti-Her2/anti-CD3 BiTE antibodies. The platform could revolutionize the next generation cancer immunotherapy drug development and research world.

SUMMARY Protein isoforms generated by alternative splicing contribute to proteome diversity. Due to the lack of effective techniques, isoform-specific functions, expression, localization, and signaling mechanisms of endogenous proteins in vivo are unknown for most genes. Here we report a genetic method, termed isoTarget , for blocking the expression of a targeted isoform without affecting the other isoforms and for conditional tagging the targeted isoform for multi-level analyses in select cells. Applying isoTarget to two mutually exclusive isoforms of Drosophila Dscam, Dscam[TM1] and [TM2], we found that endogenous Dscam[TM1] is localized in dendrites while Dscam[TM2] is in both dendrites and axons. We demonstrate that the difference in subcellular localization between Dscam[TM1] and [TM2], rather than any difference in biochemical properties, leads to the two isoforms’ differential contributions to dendrite and axon development. Moreover, with isoTarget , we discovered that the subcellular enrichment of functional partners results in a DLK/Wallenda-Dscam[TM2]-Dock signaling cascade specifically in axons. isoTarget is an effective technique for studying how alternative splicing enhances proteome complexity.