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化学的核心就是实用与创新：制造出各种分子，这样我们就能够开发出新材料来构建万事万物，或者研制出新型抗生素，战胜不断出现、不断变强的耐药菌。
20世纪90年代，化学家曾对“组合化学”寄予厚望：利用一些基本构建单元，随机组装出成千上万的新分子，然后再筛选出需要的分子。这种方法一度被认为是药物化学的未来，如今它的光环却已渐渐消退。
但是，如果化学家能合成足够多的分子类型，然后找到理想的方法，从中筛选出需要的那几种，组合化学就有可能迎来第二春。生物技术或许能提供帮助—例如，每一种分子都能够连接到一段DNA“条形码”上，这样既能识别有用的分子，又能把它们从大量分子中提取出来。或者，科学家还可以按照达尔文进化论的思想，在实验室中逐步改造候选分子库。他们就可以用DNA编码潜在的蛋白质药物分子，然后通过“易错”复制，制造出成功药物的变异体，从而在每一轮的复制和选择中，寻找效果得到改善的药物分子。
还有就是借用自然规则，按指定方式来连接分子片段。以蛋白质为例，它具有严格的氨基酸序列，因为这是由编码这种蛋白质的基因所决定的。利用这种模式，化学家也许可以通过编程的方式，让化学分子自组装。这种方法的优点在于它是“绿色”的，因为它减少了我们不需要的副产物，相关的能量和材料浪费也更少。
哈佛大学的戴维·刘(David R. Liu)教授和合作者正在沿着这条道路前进。他们在分子模块上连接短链DNA，而这些DNA可以编码连接分子模块的结构。他们还制备了一种能沿着短链DNA运动的分子，这些分子可读取DNA上的编码信息，把一些小分子连接到分子模块上，从而制造出连接结构—类似于细胞中蛋白质的合成过程。戴维·刘的新方法为新药开发提供了一条捷径。“许多生物学家都相信，在未来的医疗领域，大分子(macromolecule)即使不能占据主导地位，它也将扮演越来越重要的角色，”戴维·刘说。