Escrevendo em uma linha específica de um arquivo em Python

Surgiu a necessidade de escrever dados em uma linha específica em um arquivo grande de alguns gigabytes. Mais especificamente, agora preciso ler uma linha, processá-la e depois removê-la do arquivo de texto.

Encontrei uma solução que consiste em ler o arquivo inteiro para uma variável, depois fazer alterações na variável e reescrever tudo novamente, mas para grandes volumes de dados, obviamente, não é a melhor opção.

Talvez isso possa ser resolvido de forma mais simples? Se não, a própria pergunta é: como escrever dados em uma linha específica sem reescrever o arquivo inteiro?