Tarryn Miller, Tobias Erb en collega’s van het Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg gingen uit van thylakoïdemembranen uit chloroplasten van spinazieplanten. In die lipidemembranen liggen de eiwitten verankerd die lichtenergie opslaan door ADP om te zetten in ATP en NADP⁺ in NADPH. Dankzij de natuurlijke fluorescentie van NADPH is dat laatste proces relatief eenvoudig te volgen.

Thylakoïdemembranen functioneren ook als je ze uit de chloroplast haalt. De volgende stap is om aan zo’n preparaat, omschreven als thylakoid membrane-based energy module (TEM), een ‛donkerreactie’ toe te voegen die ATP en NADPH inzet om - bijvoorbeeld - CO₂ vast te leggen in koolwaterstoffen. Erb en collega’s kozen voor een CETCH-cyclus, een zelf ontwikkelde optelsom van enzymen uit verschillende organismen die op papier efficiënter is dan de natuurlijke Calvincyclus. In eerste instantie dwarsboomden nevenreacties de samenwerking tussen TEM en CETCH. Maar enig experimenteerwerk leverde een CETCH 7.0 met achttien enzymen op die daadwerkelijk CO₂ omzette in glycolaat, zij het slechts een beetje.

Tot slot ontwikkelden Jean-Christophe Baret en collega’s van de Université de Bordeaux een microfluïdische chip die TEM en CETCH (of andere enzymen) samen opsluit in waterdruppeltjes van 92 µm diameter. Via een venster kun je de druppeltjes, die zweven in olie, belichten en de NADPH-fluorescentie volgen. Zo zie je heel snel of de ene enzymcombinatie beter werkt dan de andere.

_{Miller, T. E., et al. (2020). Science, 368(6491)}