Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) возглавят проект стоимостью до 53 млн долларов. Финансирование выделило американское Агентство перспективных исследовательских проектов в области здравоохранения (ARPA-H) в рамках программы STREAM по повышению эффективности и устойчивости управления сельскохозяйственными ресурсами. Цель инициативы — создать гербициды нового поколения, которые помогут бороться с сорняками и снизить риски для здоровья людей.
Ежегодно в США используют более 1 млрд фунтов гербицидов. Эти препараты помогают предотвращать существенные потери урожая и поддерживают методы земледелия, направленные на сохранение почвы. Однако сорняки постепенно приобретают устойчивость к наиболее распространённым средствам, а воздействие гербицидов может быть связано с повышенным риском онкологических, метаболических и эндокринных нарушений.
Проект получил название Precision Learning for On-target Weed control (PLOW, точное обучение для целенаправленной борьбы с сорняками). Учёные намерены применить генеративный искусственный интеллект для поиска альтернатив существующим препаратам, включая молекулы и малые интерферирующие РНК (siRNA), воздействующие на те же ферменты растений, что и глифосат. Разрабатываемые модели должны учитывать эффективность соединений, стоимость их синтеза, вероятность появления устойчивости, а также потенциальный вред для человека и окружающей среды.
Глифосат уничтожает сорняки, блокируя фермент EPSP-синтазу, необходимый растениям для производства ряда аминокислот. Многолетнее использование гербицидов привело к появлению мутаций, позволяющих некоторым сорнякам сохранять жизнеспособность после обработки. Сгенерированные искусственным интеллектом варианты сначала проверят в крупномасштабных лабораторных испытаниях, а затем наиболее перспективные соединения изучат в теплицах при разных сельскохозяйственных условиях.
В работе примут участие специалисты MIT, Института Броуда MIT и Гарварда, университетов Северной Каролины, Теннесси и Иллинойса, а также компании Robigo. Исследовательские группы займутся разработкой вычислительных моделей, тестированием миллиардов возможных кандидатов и последующей проверкой отобранных веществ в тепличных экспериментах. Первые испытания начальных кандидатов на основе РНК планируют завершить к концу первого года программы.
Отдельным направлением станет создание живых микробных систем для разложения агрохимикатов до их попадания в продукты питания, почву и водоёмы. Сконструированные бактерии, грибки и короткие интерферирующие РНК должны преобразовывать химические вещества и компоненты препаратов в биомассу. Финансирование проекта предоставлено ARPA-H по соглашению № 140D042690030, при этом выводы исследователей не отражают официальную позицию правительства США.