化学家们加速了进化，利用了自然界中可能需要数百万年才能完成的过程，并在几个月或几周内使用它来制造新型分子，这些分子如今被用于从“绿色”生物燃料到癌症药物的各种用途。今天，这种速度和效率获得了诺贝尔化学奖的奖励。
弗朗西丝·H·阿诺德因在试管中定向进化而获得了 2018 年奖项的一半，加速了最有效的酶的自然选择，以驱动化学反应。奖项的另一半授予了乔治·P·史密斯和格雷戈里·P·温特爵士：史密斯弄清楚了如何利用病毒生产具有特定性质的新蛋白质；温特采用了这个总体思路，并用它来专注于抗体的进化——抗体是帮助身体对抗疾病的关键蛋白质。阿诺德在加州理工学院工作，将获得大约 100 万美元奖金的一半。史密斯在密苏里大学哥伦比亚分校工作，温特在英国分子生物学医学研究委员会实验室工作。他们将平分另一半奖金。
这三位科学家都采用了查尔斯·达尔文的自然选择思想，即分子或生物体在一个缓慢、随机的过程中积累突变，并找到方法来识别和选择特定的突变，这些突变提高了蛋白质和酶等分子（细胞用来执行所有基本功能的工作主力）的能力，使其能够附着和改变其他分子。通过挑选和选择具有改进能力的酶并反复提纯它们，阿诺德最终得到了一种性能比原始酶好 256 倍的酶。
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诺贝尔化学委员会成员克拉斯·古斯塔夫松说：“这是一场基于进化的革命。”另一位成员萨拉·斯诺格鲁普·林斯说，由于阿诺德开创的工作，“现在你可以使用这些酶来加速反应并取代有毒化学物质。”
阿诺德于 1990 年代初开始她的研究方向，成为 168 位获奖者中仅有的第五位获得化学诺贝尔奖的女性。在几年前的一次演讲中，她说改进自然进化过程的想法需要来自局外人。“二十五年前，这被认为是疯人院的想法，”阿诺德在 2014 年说，当时她入选了国家发明家名人堂。“科学家不这样做。绅士们不这样做。但由于我是一名工程师，而不是一位绅士，所以我对此没有任何问题。”
史密斯的研究始于 1980 年代，利用了噬菌体——一种感染细菌并可以被利用来携带不同类型基因的病毒。基因编码蛋白质，史密斯让他的噬菌体在其外壳上展示这些蛋白质。然后，他使用抗体（仅与非常特定的靶标结合）来筛选出他感兴趣的蛋白质。这个过程称为噬菌体展示。选择特定蛋白质、将它们的基因循环回到噬菌体中，然后再次筛选出最佳蛋白质的能力加速了自然选择。
温特颠覆了这个想法。他将抗体基因放入噬菌体内部，让噬菌体在其外壳上产生抗体，并使用小分子来筛选出仅具有特定结合位点的抗体。结合位点是抗体附着在体内致病分子上的方式，因此温特开发了一种在短时间内生产高效抗体的方法。林斯说，正因为如此，“现在我们可以使用效率更高、副作用更少的抗体药物。”她说，在地球上最畅销的 15 种药物中，有 11 种现在是通过基于这种方法的过程制造的。