通过开发病毒的快速复制能力，研究者可以使生物分子在实验室中的进化速度远快于现有的方法。这种新方法，被称为噬菌体辅助连续进化器（phage-assisted continuous evolution，PACE），可用于加速治疗性蛋白质的发展，如新抗癌药物，或用于解决有关进化如何产生的未解之谜。

　　传统的制药成分大多都是小分子物质，但是很多有前景的新疗法都是以高分子为基础的，如蛋白质。所谓的“定向进化”（directed evolution），为科学家提供了一条采用自然生成的高分子来行使特殊有效治疗功能的方法，如绑定癌症关联的蛋白质。

　　“对于一些应用而言，常规蛋白质的进化速度是一个瓶颈，”哈佛大学化学与生物化学教授刘大卫（David Liu）说，他同时也是《这篇发表在《自然》上的新技术文章的第一作者。“如果特制性能蛋白质的制造方法能够在真正实用的时间表上实施，这方面的努力将会达到最大化实用价值。”

　　为了精简此项工作，刘和当时的研究生凯文·艾斯福特（Kevin Esvelt）以及雅各布·卡尔森（Jacob Carlson）套用了噬菌体M13的生活史，M13是一种感染大肠杆菌（E. coli）的病毒。在传统定向进化方法中，科学家采用的是一种易错DNA复制方法，制造编码功能上稍有差异蛋白质的基因库。利用噬菌体辅助连续进化器，当携带目标蛋白基因的病毒在大肠杆菌细胞内复制时，便可以自动产生这样的基因库。大肠杆菌细胞已被改良以便增加病毒突变率。

　　这种新方法同时也使科学家免除了为找出成功变种，在每一个进化循环中都要对整个基因库进行筛查的冗繁程序。噬菌体辅助连续进化器，将预期功能连接到一种病毒兴盛所必须物质的生产中。如果某一个病毒达到了行使预期功能的目的蛋白质病毒变种，该病菌就可以结束其生命周期了——这意味着其后代将继续感染其他的大肠杆菌并继续循环过程。后继进化过程的轮转是连续自动的，而且——由于M13仅有10分钟的生活史——速度极其快。

　　因此，科学家可以在一周内生产出具有特制活性目的的酶——经过多达200轮的蛋白进化——刘表示说这是一项在常规方法中或许要花费数年才能达到的丰硕成果。

　　刘和他的同事们在开发噬菌体辅助连续进化器的同时，将可实用性考虑在内；这个系统可以用一些易获得的元件来构建。他相信，终有一天，噬菌体辅助连续进化器可以用于高效和高特异治疗性抗体的迅速进化——一种用于治疗癌症和自身免疫系统疾病非常有前景的新治疗手段。尽管现有的定向进化方法也能够生产此类分子，但是它们有时耗时过长，花费又过高。

　　同时，噬菌体辅助连续进化器也打开了通往分子如何进化中某些存在已久的基本问题的大门。利用噬菌体辅助连续进化器装置，同样的进化实验，研究者可以同时重复多次和对多代实施，来研究一种特殊蛋白质在给定的条件下，是否会一直遵循同样的进化轨道。利用常规方法，这种研究或许会需要数十年；而利用噬菌体辅助连续进化器，则可以在两周内完成。“对于我来说，能够像这样做实验真是太有意思了，”加州理工学院（Caltech）的化学工程、生物工程以及生物化学教授弗朗西丝·阿诺德（Frances Arnold）说。“它让我非常期待看到结果。”阿诺德未参与此项研究。

　　但是，她提醒到，此项新技术可能不适用于某些高分子。作为噬菌体辅助进化器目标的一个蛋白质或核酸，必须能够与病毒的存活性连锁。由于这种独特型，阿诺德说，该系统的实际功用在某种程度上是有限的——例如，它不能设计用于生物燃料生产的酶。虽然如此，阿诺德说，“这是对有限类群蛋白质进行持续进化的一种十分精巧的实际应用。”