本项目属于生物与医药技术领域。中美贸易战升级的关键是美国妄想全面阻遏中国崛起！中国自2010年起已成为全球第一制造业大国。而我国生物技术产业发展的一个巨大技术瓶颈是上游菌株和下游发酵工程不适配，且中国新天然药物发现的原始创新力不足，严重制约我国“制造大国”到“制造强国”的转型升级。该项目聚焦高效发现和智能制造新颖机制天然产物的理论创新和技术方法，利用自主构建的微生物菌株库和天然产物库，通过高通量天然产物排重和互动活性筛选的技术平台，高效发现和鉴定、解析新颖活性天然产物的生物合成机制及作用机制；把上游活性天然产物的高效生物合成与下游生化工程结合起来，实现产品生产的大数据与智能化研究，形成微生物药物研究和智能制造的“全链条”完整研究体系：构建了万株放线菌库和高效筛选新颖活性天然产物的GNPS技术平台：创建了由单个实验室构建的数量最大、质量最高的微生物菌株库，从中发现几十个新属和新种；创新建立高通量二级质谱小分子网络排重体系，在该微生物菌株库中高效发现结构独特、具有新颖分子作用机制的活性天然产物，如抗TB活性的深海霉素J等，其中5个化合物被NPR评为“hot molecule”，奠定了后续天然产物药物发现的理论和物质基础。根据药物协同作用独特机制，建立了高通量互动活性筛选新技术：首次提出高通量“互动活性筛选”概念，成功获得候选药物白僵菌素，已完成临床前实验，阐明了作用机制。首次发现阿维菌素与酮康唑配伍具有协同抗真菌的新作用。该技术成为互动药物组合发现的有力工具，被NCB评述为“解密抗真菌药物作用靶点的理想契机”。将重要活性天然产物的高效生物合成与生化工程相结合，探索理论、方法和关键技术，实现在微生物细胞工厂中放大生产：建立生物催化剂分子设计、途径重构和全局优化调控等核心技术，对链霉菌进行定量预测，为应用合成生物学理念改造天然产物及激活沉默基因簇奠定重要基础；解析了阿维菌素和红霉素的高产机制，在生物反应器内结合生化工程实现了生物过程多尺度理论，把产品大数据与智能化研究结合起来。美国工程院Jay D. Keasling院士和中国科学院邓子新院士对此高度肯定。本项目代表性成果包括7篇SCI论文（他引318次，含PNAS 3篇，Angew Chem Int Ed 1篇），1部英文版学术专著（下载量和发行量均超万次）。共发表100多篇论文，他引总次数4000次，授权发明专利10项；并注重天然产物药物成果转化应用，如阿维菌素、红霉素。本项目第一完成人担任Syn Sys Biotech主编和AMB副主编。累计培养30名博/硕士（1人获中科院优秀博士论文奖），12名博士后。1人荣获ICBS主席并连任（2016年-2018年），国家杰出青年1人，“新世纪百千万人才工程”国家级人选1人，973项目首席科学家1人，中科院“百人计划”1人，863项目领域专家2人，药明康德生命化学奖1人。