本项目属于“生物学”学科中的“微生物生物化学”领域。来源于微生物的天然产物是小分子药物发现和发展的重要源泉。本项目遵循“师从于自然、认知于自然、创新于自然”的研究思路，专注于微生物产生体系中天然产物的生物合成途径的建立和新型酶学机理的阐明，致力于发展天然产物发现新策略，并运用合成生物学的理念加速小分子的演化过程及扩展它们的用途。项目产生的引领性成果获得了国内外同行的高度评价和广泛关注，一系列国际先进的原创性发现促进了学科发展和转化应用，在微生物生物化学领域产生了重要影响，也为相关领域的研究提供了新的思路和方法。1. 系统性揭示了多个代表性抗生素家族的生物合成机制，丰富了基于普适性与特异性规律认知小分子自然演变法则的理论。有关硫肽类抗生素的核糖体肽生源途径的发现，结束了自1948年硫肽发现以来长达数十年的争论，被认为是“原理性发现”。2. 阐明了包括酶促D-A、自由基介导的片段化重组等反应的独特酶学机理，引发了相关方向的研究热潮。小分子硫醇参与的生化反应，对多个研究方向产生了重要影响，是近年来国际微生物生化领域的重大发现；基于相关成果发表了国内生物合成领域的首篇Nature论文，这也是迄今为止，国内该领域完全基于项目组研究力量、独立完成的Nature论文。3. 发展了一系列基因组水平的新策略用于微生物中天然产物发现、结构和用途扩展。提出的"复用组合生物合成"概念，代表了以多样性为导向的天然产物生物合成技术的新突破。运用合成生物学的理念，发展了优良的抗感染药物先导物，揭示了作用新机制，为临床治疗提供了新的思路。4. 基于原创性基础研究促进了新药研发。采用合成生物学技术设计的抗生素新工程菌株提高了产品产量和质量，简化了生产工艺、降低了生产成本和环境污染，在大宗工业发酵产品技术发展方式变革方面产生了良好的示范作用。项目执行期间，在Nature、Nat. Chem. Biol.等学术期刊上发表SCI论文62篇，他引2235次；8篇代表性论文获包括Science、Nature等杂志的专文或亮点评述14篇次，他引439次。授权中国专利14项，PCT专利1项（获美国、日本、欧洲和印度授权）。培养博士30名（含合作），博士后4名；2人获中科院优秀博士学位论文，1人获上海市研究生优秀成果，2人获中科院院长特别奖学金，1人获吴瑞奖学金，2人入选上海市优秀毕业生；1人入选国家青年千人计划，3人获国家自然科学基金委优青资助，15人在科研院校任教授/副教授。项目第一完成人在Directing Biosynthesis IV等国内外重要学术会议上作大会或邀请报告51次，项目第一完成人入选中国科学院“百人计划”、上海市“领军人才”、人社部“百千万人才工程”、基金委“杰出青年基金”、科技部“万人计划”；获谈家桢生命科学创新奖、国务院政府特殊津贴等奖励。