A fotoszintézis "sötét" szakaszában termelődnek a cukrok. A Calvin-ciklus nevet viselő folyamat kulcsenzime egy széndioxid és oxigén megkötésére is képes enzim, a Rubisco. Hogy éppen melyiket csinálja, az a rendelkezésére álló "alapanyag" mennyiségétől függ. A cukrok építéséhez széndioxidra van szüksége. A folyamat első terméke egy háromszénatomos cukor, ezért a széndioxidfixálás ezen módját C3-as útnak nevezzük. Így működik a legtöbb kultúrnövény, például a szójabab, a rizs és a búza. A folyamatban olyan mérgező melléktermékek is keletkeznek, mint a glikolát, amelyeket "költséges" módon fel kell dolgoznia a növénynek.
A száraz körülményekhez alkalmazkodott növények kifejlesztettek egy széndioxid koncentrálására alkalmas módszert, amelyet az első megkötött széndioxid molekulát tartalmazó, négyszénatomos termékről (oxálecetsav) C4-es útnak neveztek el. Ilyen növény a kukorica is. A C4-es út nem alternatív útvonala a C3-asnak, hanem azt turbózza fel. Segítségével a levél sejtjei képesek széndioxidot transzportálni oda, ahol a C3-as széndioxid-megkötés végbemegy. Így a C4-es növények a légcserenyílások ritka nyitása mellett is elegendő szénmolekulával rendelkeznek a cukrok építéséhez. A ritka nyitogatás pedig kisebb párologási veszteséget jelent. A C3-as út végtermékei ettől még nem változnak, csak a cukorszintézis hatásfoka javul.
Vagyis a kutatóknak, akik a glikolát mennyiségét akarták csökkenteni a sejtekben, és ezzel "spórolni" a növény költségein, máshonnan kellett enzimeket "lopniuk". Alkalmasnak tűnt erre a kólibaktérium glikolát-oxidáza, a zöld algák glikolát-dehidrogenáza és a növényi malát-szintetáz. A génmodosított dohánynövények más-más enzim termelésének képességét kapták meg, majd két ismétlésben szabadföldön is tesztelték a végeredményt. A beépített új anyagcsere-útvonalak hatására a növények hozamai 0- 40 százalékkal javultak. A leghatásosabbnak az bizonyult, amikor a zöld algák glikolát-dehidrogenázát és a növényi malát-szintetázt kombinálták, és az egyed homozigóta formában hordozta ezek génjeit - ez 40 százalékos biomassza-gyarapodást hozott. Heterozigótaként is 20-25 százalékos produktivitás-javulás volt megfigyelhető.
