在台灣，一組研究團隊成功開發出新方法，使植物能夠更有效地吸收和利用二氧化碳，這一創新有望顛覆應對氣候變化的方式。透過在一種模式植物中植入額外的生化循環，研究人員不僅提升了植物的生長速度，還增加了種子的產量和脂肪生產，而這一切在不增加水分需求的情況下實現。植物通常依賴卡爾文－本森－巴斯漢循環（Calvin-Benson-Bassham cycle）將二氧化碳固定成有機化合物。在這個循環中，關鍵酶Rubisco的效率卻相當低下，這一限制一直制約著植物鎖定碳的能力。
為了解決這一問題，台灣的研究人員引入了一種名為馬來酰－CoA－甘油酸循環（malyl-CoA-glycerate cycle）的新途徑，簡稱為McG循環。與卡爾文循環不同，McG循環能直接產出可用於脂質生產的二碳分子，並且在兩個步驟中捕獲碳，從而每次循環捕獲更多的碳。值得注意的是，McG循環與卡爾文循環相連，讓兩個系統能夠平衡過剩的分子。這一設計涉及八個反應，所有的反應都是由自然界中存在的酶驅動，儘管在同一物種中並不會同時出現。
研究團隊將McG循環的基因添加至常用於植物研究的模式植物——阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）。結果顯示，這些改造過的植物的生長重量是對照組的兩到三倍，且產生了更多的葉片、更大的葉片以及更多的種子。研究人員馬德琳·西爾（Madeleine Seale）在工作總結中表示：「擁有McG循環的植物在脂質、種子產量和整體生物量上均有所增加。」放射性追蹤證實了捕獲的碳流入了預期的分子中，影像顯示細胞內充滿了脂質的囊泡。在某些情況下，甘油三酯的水平甚至增加了100倍或更多。
這些增長在不同的生長條件下均有顯現，植物在不增加水分需求的情況下捕獲了更多的碳，這對於實際應用來說是一個重要因素。儘管前景看好，研究人員仍然對早期結論保持謹慎。阿拉伯芥是一種實驗室友好的雜草，並非作物或樹木，大型植物對於過剩脂質的積累可能會有不同的反應。此外，實驗室中的富營養土壤並不能反映田間條件的挑戰。另一個問題在於額外的碳有多少會被固定。如果脂質在植物死亡後被氧化，則其帶來的好處可能會大打折扣。然而，生物燃料的生產有可能將這一途徑轉化為可再生能源的工具，因為脂肪可以被轉換為燃料。
目前，這項研究提供了概念證明。馬德琳·西爾指出：「這項工作展示了在不直接改變Rubisco性能的情況下增強碳固定和植物生長的可能性。」重新設計植物代謝的能力標誌著一個重要里程碑。科學家們對一個運行了數十億年的循環進行了改造，而不是破壞它，反而使植物得以茁壯成長。這項研究已發表在《科學》（Science）期刊上。
