定向进化是改造生物分子和研究适应性的有效方法，然而定向进化通量低，难以研究多重的、复杂问题及重复性的研究分子进化。来自美国加州大学尔湾分校的研究者开发了一种称为OrthoRep的进化策略，OrthoRep基于易错的正交DNA聚合酶-质粒对，仅通过简单的连续传代实现目的基因的连续快速进化，其突变率比宿主基因组自发突变提高约10万倍（10-10提高至10-5），甚至超过了能导致宿主单代消亡的基因组复制错误的阈值。相关文章“Scalable continuous evolution of genes at mutation rates above genomic error thresholds”发表于2018年5月3日的预印本杂志bioRxiv。
OrthoRep依赖于负责酿酒酵母线性、高拷贝细胞质DNA质粒p1复制的DNA聚合酶（TP-DNAP1）。由于p1的复制启动是通过蛋白质引发，且p1和TP-DNAP1与核DNA空间隔离，改变TP-DNAP1的功能并不会影响宿主基因组。此前，研究者发现表达TP-DNAP1（Y427A）可以将p1上编码的基因的突变率增加到3.5x10-8 s.p.b.，这里研究者通过蛋白质工程手段对大量突变体筛选获得突变频率?1x10-5 s.p.b.的TP-DNAP1变体TP-DNAP1-4-2 (L477V, L640Y, I777K, W814N)，而基因组的突变率保持不变（?10-10 s.p.b.）。
借助OrthoRep，研究者在酵母中对恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）来源的二氢叶酸还原酶（DHFR）通过13次传代，考察90组独立进化培养物对抗疟疾的DHFR抑制因子—乙胺嘧啶的最大可溶性浓度的耐受性。与已有认识相比，发现了更复杂的适应性蓝图，鉴定到了对乙胺嘧啶耐受性较野生型提高4万倍的变体。
OrthoRep提供了一种对生物分子及细胞功能进行常规性、高通量进化的新策略。
