Los compartimentos celulares que albergan las máquinas moleculares, los cloroplastos, son probablemente los motores naturales más importantes de la Tierra. Muchos científicos consideran que reconstruir y controlar artificialmente el proceso fotosintético es el "proyecto Apolo de nuestro tiempo". Dominar a fondo la fotosíntesis significaría adquirir la capacidad de producir energía limpia y de elaborar de modo limpio diversos tipos de compuestos de uso habitual, empleando para ello poco más que la luz y el dióxido de carbono.

Investigadores del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) han descubierto que los cloroplastos de plantas expuestas a sombra mandan señales al núcleo celular para moderar el crecimiento en busca de luz. El trabajo apoya la idea de que los cloroplastos tienen un rol fundamental, no solo en la fotosíntesis, sino también en el desarrollo de la planta en respuesta a la luz.

Un nuevo proceso se ha desarrollado de forma espontánea incorporando nanotubos de carbono y nanopartículas de eliminación de oxígeno en los cloroplastos, la parte de las células vegetales que realiza la fotosíntesis. Los nanotubos mejora el flujo de electrones en un 49% en los cloroplastos extraídos y en un 30% en las hojas de las plantas vivas, y la incorporación de nanopartículas de óxido de cerio (nanoceria) redujo significativamente las concentraciones de superóxido, un compuesto que es tóxico para las plantas.