中国科学院分子植物科学卓越创新中心王勇研究组开发的大片段DNA染色体整合策略，成功构建了全球首株无质粒红霉素合成大肠杆菌菌株，刷新了大肠杆菌合成红霉素A的最高产量纪录，为抗生素生物制造的工业化升级提供了关键技术突破。
红霉素作为临床重要的广谱抗生素，其异源生物合成涉及约55kb的庞大基因簇，传统生产依赖多质粒系统，存在质粒不稳定、细胞代谢负担重等问题。团队开发的“可重复利用靶点工具包”，针对不同长度片段采用差异化整合策略，成功将23个红霉素合成相关基因（总长56.2kb）精确集成到大肠杆菌染色体上，构建出无质粒工程菌株。这一突破从根本上解决了质粒系统的固有缺陷，提升了生产过程的稳定性和可靠性。
通过代谢工程优化，团队进一步突破了红霉素合成的前体供应瓶颈。通过阻断竞争途径、引入基因突变解除负调控等手段，显著增加了脱氧糖前体和丙酰辅酶A的供应，最终菌株红霉素A产量达到9.80 mg/L，较初始菌株提升8.25倍。该技术不仅为红霉素高效生产提供了高性能底盘细胞，其开发的大片段DNA整合策略还可推广至其他复杂天然产物的生物合成，为合成生物学与化学工程的深度融合提供了通用技术工具。
