化學家們加速了進化，利用了自然界中可能需要數百萬年才能完成的過程，並在幾個月或幾周內使用它來製造新型分子，這些分子如今被用於從“綠色”生物燃料到癌症藥物的各種用途。今天，這種速度和效率獲得了諾貝爾化學獎的獎勵。
弗朗西絲·H·阿諾德因在試管中定向進化而獲得了 2018 年獎項的一半，加速了最有效的酶的自然選擇，以驅動化學反應。獎項的另一半授予了喬治·P·史密斯和格雷戈裡·P·溫特爵士：史密斯弄清楚瞭如何利用病毒生產具有特定性質的新蛋白質；溫特採用了這個總體思路，並用它來專注於抗體的進化——抗體是幫助身體對抗疾病的關鍵蛋白質。阿諾德在加州理工學院工作，將獲得大約 100 萬美元獎金的一半。史密斯在密蘇里大學哥倫比亞分校工作，溫特在英國分子生物學醫學研究委員會實驗室工作。他們將平分另一半獎金。
這三位科學家都採用了查爾斯·達爾文的自然選擇思想，即分子或生物體在一個緩慢、隨機的過程中積累突變，並找到方法來識別和選擇特定的突變，這些突變提高了蛋白質和酶等分子（細胞用來執行所有基本功能的工作主力）的能力，使其能夠附著和改變其他分子。透過挑選和選擇具有改進能力的酶並反覆提純它們，阿諾德最終得到了一種效能比原始酶好 256 倍的酶。
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諾貝爾化學委員會成員克拉斯·古斯塔夫松說：“這是一場基於進化的革命。”另一位成員薩拉·斯諾格魯普·林斯說，由於阿諾德開創的工作，“現在你可以使用這些酶來加速反應並取代有毒化學物質。”
阿諾德於 1990 年代初開始她的研究方向，成為 168 位獲獎者中僅有的第五位獲得化學諾貝爾獎的女性。在幾年前的一次演講中，她說改進自然進化過程的想法需要來自局外人。“二十五年前，這被認為是瘋人院的想法，”阿諾德在 2014 年說，當時她入選了國家發明家名人堂。“科學家不這樣做。紳士們不這樣做。但由於我是一名工程師，而不是一位紳士，所以我對此沒有任何問題。”
史密斯的研究始於 1980 年代，利用了噬菌體——一種感染細菌並可以被利用來攜帶不同型別基因的病毒。基因編碼蛋白質，史密斯讓他的噬菌體在其外殼上展示這些蛋白質。然後，他使用抗體（僅與非常特定的靶標結合）來篩選出他感興趣的蛋白質。這個過程稱為噬菌體展示。選擇特定蛋白質、將它們的基因迴圈回到噬菌體中，然後再次篩選出最佳蛋白質的能力加速了自然選擇。
溫特顛覆了這個想法。他將抗體基因放入噬菌體內部，讓噬菌體在其外殼上產生抗體，並使用小分子來篩選出僅具有特定結合位點的抗體。結合位點是抗體附著在體內致病分子上的方式，因此溫特開發了一種在短時間內生產高效抗體的方法。林斯說，正因為如此，“現在我們可以使用效率更高、副作用更少的抗體藥物。”她說，在地球上最暢銷的 15 種藥物中，有 11 種現在是透過基於這種方法的過程製造的。