在合成生物学的世界里，如果要选一位“明星演员”，酿酒酵母必定榜上有名。它不仅是面包、啤酒的“老搭档”，更是科学家们理想的“细胞工厂”。然而，如何高效、精准地对其进行基因改造，一直是科研路上的关键挑战。

2015年，一项名为酵母工具包（YTK） 的技术横空出世，首次为酵母工程带来了标准化、模块化的组装体系^[1]。8年后，其升级版——多重酵母工具包（MYT） 闪亮登场，进一步拓展了酵母的改造边界^[2]。今天，就让我们一起走进这两大工具包的世界，看它们如何“组装”出酵母工程的未来。

YTK：奠定模块化酵母工程的基石

在 YTK 出现之前，酵母工程常面临两大难题：元件不标准、组装效率低。YTK通过引入模块化克隆（MoClo） 策略，彻底改变了这一局面。

什么是 MoClo？

你可以把它想象成“基因乐高”：

• 每个基因片段（如启动子、编码区、终止子）被标准化为“零件”

• 通过特定的“接口酶”（如BsaI）实现定向、无缝、多片段的“一锅法”组装

• 支持从单个基因到多基因回路的层级化构建

核心优势：

YTK是首个将模块化克隆（MoClo） 系统完整适配至酿酒酵母的平台^[1]。该标准极大地简化了克隆流程，一旦基础Part库建立，构建复杂多基因回路仅需2-3天，且无需后续PCR或测序验证，显著加速了“设计-构建”循环。

YTK的三大贡献：

建立标准化元件库：提供96个经过精准表征的启动子、终止子等元件，覆盖广泛表达强度，让基因调控“可预测”。

推崇“染色体优先”策略：实验证明，高拷贝质粒易导致表达不稳定，YTK建议优先使用染色体整合，提升表达一致性。

整合CRISPR高效编辑：结合CRISPR/Cas9，实现>90%的整合效率，让基因插入像“精确导航”一样高效。

YTK成功地为酵母合成生物学建立了一个集标准化组装、表征元件库和先进基因组编辑于一体的综合平台，其倡导的“优先整合、避免高拷贝”的理念深刻影响了后续的研究范式。

继往开来：多重酵母工具包（MYT, 2023）

如果说YTK搭建了“基础框架”，那么MYT就是在其之上建造的“多功能实验室”。Shaw等[2]人的MYT并非另起炉灶,而是明确以YTK为基础,重点解决了YTK在跨菌株兼容性、复杂回路构建与动态控制方面的不足。

1.扩展整合能力

通用整合载体：YTK主要针对BY系列菌株（如BY4741）的特定营养缺陷型标记（如ura3Δ0）。MYT则开发了适用于多种常见实验室菌株（如W303、CEN.PK等）的整合载体。

丰富的筛选标记：提供了更多样化的营养缺陷型互补标记（如HIS3, LEU2, TRP1, LYS2等）和显性药物抗性标记（如KanMX, HygMX），使得在不同遗传背景下进行多重整合成为可能。

2.增强多重组装能力

更多转录单元：通过引入新的“连接器”（Assembly Connectors）和优化载体骨架，MYT支持在一个单一整合位点上组装多达12个转录单元，远超YTK的6个，满足了构建更复杂代谢通路或基因线路的需求。

3.集成高效的CRISPR-Cas9工具

MYT将 CRISPR-Cas9 系统深度集成到其 MoClo 框架中，提供了专门用于引导RNA（gRNA）表达的Part和Cassette。这使得研究人员可以轻松地在同一载体上同时包含多基因表达盒和靶向多个基因组位点的gRNA阵列，从而实现一步到位的、高效的多重位点整合，极大简化了复杂菌株的构建流程。

4.引入正交诱导系统

为了实现对工程菌株行为的动态、精确控制，MYT引入了三套正交且可诱导的启动子系统（如基于雌激素、蜕皮激素等的系统）。这些系统与酵母内源调控网络互不干扰，允许研究人员在需要时独立地开启或关闭特定基因模块，为构建智能、响应式的生物系统提供了关键工具。

MYT是对YTK理念的完美继承与升级。它保留了YTK高效、模块化的MoClo组装核心，同时通过扩展整合通用性、增强多重能力、集成CRISPR工具和引入正交诱导系统，将酵母工程从“构建质粒”推向了“构建复杂、稳定、可控的工程菌株”的新高度。

从2015年的YTK到2023年的MYT，我们可以清晰地看到酵母合成生物学工具包的发展脉络：从建立标准化和表征的基础，到解决实际菌株构建中的瓶颈，再到追求更高层次的复杂性和可控性。

YTK通过标准化和定量表征，确立了可预测的设计原则；MYT则在此基础上，增强了跨菌株兼容性、组装容量与动态控制能力，使复杂生物系统的理性构建成为可能。这两个工具包共同体现了合成生物学“抽象化、标准化、模块化”的核心思想，是推动该领域持续进步的关键基础设施，也为未来在代谢工程、活体治疗和生物制造等领域的应用铺平了道路。

泓迅生物：MoClo-YTK酵母克隆工具包

MoClo-YTK是高效的模块化酵母克隆工具包，基于Golden Gate技术实现高成功率多基因组装。包含96个标准化元件，适用于代谢通路优化、酵母工程与合成生物学研究，兼容多种克隆方法，支持快速构建与低成本应用。

该工具包已获得全球近600篇学术文献引用，并被多家生物技术企业用于加速合成生物学、生药物开发进程，充分验证了其在基础研究和产业转化中的双重价值。

MoClo-YTK模块化酵母克隆工具包详情

注：生物资源类业务属于公益共享，我们销售的不是菌种所有权，菌种属于专利所有者，使用者仅可用于做科学研究，不可做其他用途。产品标价均为培养服务费。

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[1] Lee, M. E.; DeLoache, W. C.; Cervantes, B.; Dueber, J. E. A Highly Characterized Yeast Toolkit for Modular, Multipart Assembly. ACS Synth. Biol. 2015, 4 (9), 975–986.

[2] Shaw, W. M.; Khalil, A. S.; Ellis, T. A Multiplex MoClo Toolkit for Extensive and Flexible Engineering of Saccharomyces Cerevisiae. ACS Synth. Biol. 2023, 12 (11), 3393–3405.