本発展融合ステージでは、シーズ創出ステージで取得した安価な硫酸塩からシステインを高生産するシステイン生産菌に放線菌由来のエルゴチオネイン（ERG）生合成に関与する遺伝子を導入し、世界初のERG発酵生産を大利徹教授と共に成功させる。その過程で、硫黄のメタボローム解析技術に加え、炭素・窒素のメタボローム解析を株式会社島津製作所と共同で構築する。さらに、ゲノムスケール代謝モデルを用いた代謝シミュレーションで世界を先導する平沢敬准教授と共に、硫黄代謝シミュレーションを行い、効率良いERG生産菌株の分子育種を行う。