Modyfikacja topoli polega na wprowadzeniu do jej materiału genetycznego fragmentu DNA, którego ekspresja skutkuje wbudowywaniem do rosnącego łańcucha ligninowego sztucznego komponentu. Składnik ten tworzy z pozostałymi elementami polimeru ligninowego wiązania estrowe, które mogą być zrywane przez niektóre substancje chemiczne w umiarkowanych temperaturach.

Lignina jest twardym składnikiem drewna, nadającym mu odporność na ściskanie i utrzymującym jego sztywność. Proces rozkładu tej substancji jest największym problemem przemysłu papierniczego i biopaliwowego W naturalnie powstającym polimerze elementy tworzą między sobą wiązania estrowe, których zniszczenie wymaga użycia bardzo stężonych roztworów związków sodu przy wysokich temperaturach. Proces ten skutkuje zmniejszeniem twardości drewna oraz uwolnieniem bogatej w cukry celulozy, która może być poddawana fermentacji w celu wytworzenia etanolu.

Potencjał wykorzystania zmodyfikowanej genetycznie topoli jest zatem bardzo duży, jeżeli chodzi o obniżenie kosztów energii wykorzystywanej do rozbicia biomasy drzewnej w pierwszych etapach produkcji papieru oraz biopaliw.

Naukowcy z University of Wisconsin–Madison nie są jednak pierwszymi. Kilka grup badawczych pracowało już nad strategiami potencjalnie obniżającymi koszty delignifikacji. Podejścia obejmowały wyciszanie genów zaangażowanych w biosyntezę polimeru ligniny lub modyfikacje w proporcjach poszczególnych monomerów tworzących łańcuch. Jednak, ze względu na znaczenie tego komponentu drewna, zakłócając biosyntezę ligniny można spowodować zahamowanie wzrostu drzewa. Dodatkowo modyfikacja struktury polimeru może skutkować dodatkowymi problemami - rośliny mogą zachowywać się tak jakby były atakowane przez patogen lub szkodnika. Zmodyfikowana lignina powoduje bowiem zmiany w obrębie ściany komórkowej naśladujące naruszenie struktury komórki w następstwie kontaktu z patogenem.

Autorzy najnowszego podejścia mają jednak nadzieję, że ich strategia pozwala uniknąć tego typu komplikacji. Modyfikowane topole wydają się być zdrowe i produkują normalne ilości ligniny. Drzewa do tej pory hodowano jednak tylko w szklarniach. Teraz naukowcy muszą przeprowadzić próby terenowe i udowodnić, że proces wzrostu drzew nie jest w żaden sposób zakłócony również w naturalnych warunkach.

Zespół nie wykazał jeszcze dokładnie o ile zmodyfikowane genetycznie topole mogą zmniejszyć koszty produkcji biopaliw i papieru, ale już złożył wniosek patentowy i rozpoczął pertraktacje z firmami przemysłu celulozowego.

Inni badacze natomiast kontynuują badania nad związkami chemicznymi, które rozpuszczałyby naturalną ligninę w niższych temperaturach niż obecnie stosowane. Specjaliści uważają, że jeżeli im się to uda to mogą zdyskredytować wartość transgenicznych roślin w przemyśle ze względu na możliwość wystąpienia komplikacji prawnych związanych z rozpoczęciem ich upraw na dużą skalę. Dodatkowo do tej pory żadne rośliny ze zmodyfikowaną strukturą ligniny nie są skomercjalizowane, choć amerykańska firma Forage Genetics International produkująca pasze dla zwierząt planuje w 2016 roku wypuścić na rynek zmodyfikowaną genetycznie roślinę lucerny, która wytwarza mniej ligniny drzewnej, a co za tym idzie umożliwia rolnikom pozyskiwanie większej ilości biomasy przeznaczonej na siano.