Ein neues Paradigma für die Konstruktion von C4 Pflanzen

Gentechnische Konstruktion, auch genetische Modifikation genannt, ist der Prozess der manuell ein Zielgen (neue DNS) in einen Organismus einbaut, so dass der Organismus ein gewünschtes Merkmal haben wird. Gentechnische Konstruktion funktioniert nur, wenn wir wissen, welches Gen oder welche Gene das gewünschte Merkmal definieren können. C₄-Photosynthese ist ein sehr komplexes Merkmal, einschließlich anatomischer, regulatorischer und metabolischer Komponenten und wird daher auch C₄-Syndrom genannt. Da die C₄-Komponenten noch nicht alle identifiziert wurden, ist es immer noch eine große Herausforderung, C₄-Merkmale in C₃-Pflanzen durch klassische gentechnische Modifikation einzubauen.

Evolutionäre Konstruktion, auch als gerichtete Evolution bezeichnet, wird oft für komplexe Merkmale in der Mikrobiologie benutzt (wo es auch als adaptive Labor-Evolution bezeichnet wird). Insbesondere in Fällen, in denen die Zielmerkmale auf der genetischen Ebene noch unzureichend verstanden sind. Evolutionäre Konstruktion imitiert den natürlichen evolutionären Prozess und verändert die genomische Zusammensetzung eines Organismus durch die Anhäufung von Mutationen über mehrere Generationen. Es gibt in der Regel zwei Schritte: i) kontinuierliche Kultivierung eines Organismus über mehrere Generationen unter einem gewissen Selektionsdruck und ii) Screening um den Organismus, der gewünschte biologische Merkmale erhält, zu finden. Eines können wir schon sagen: evolutionäre Konstruktion ist schrecklich zeitaufwendig. Auch evolutionäre Konstruktion allein dürfte die Umwandlung von einer C₃ zu einer C₄-Pflanze in begrenzter Zeit nicht erreichen.