Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) возглавят проект стоимостью до 53 млн долларов по созданию нового поколения средств борьбы с сорняками. Финансирование выделило Управление перспективных исследовательских проектов в области здравоохранения США (ARPA-H) в рамках программы STREAM, посвящённой отслеживанию и повышению устойчивости систем эффективного управления сельскохозяйственными ресурсами. Учёные намерены разработать препараты, которые помогут фермерам и одновременно снизят риски для здоровья людей.
Ежегодно в США используют более 1 млрд фунтов гербицидов. Эти вещества позволяют предотвращать значительные потери урожая и поддерживают методы восстановительного земледелия, направленные на сохранение почвы. Однако у некоторых сорняков постепенно формируется устойчивость к наиболее распространённым препаратам, а воздействие гербицидов может быть связано с повышенным риском онкологических, обменных и эндокринных нарушений.
Проект получил название Precision Learning for On-target Weed control, или PLOW — «точное обучение для адресной борьбы с сорняками». Его руководителем стал глава кафедры биологической инженерии MIT Кристофер Фойгт, а к работе планируют привлечь специалистов Института Броуда MIT и Гарварда, университетов Северной Каролины, Теннесси и Иллинойса, а также компании Robigo. Исследователи рассчитывают с помощью генеративного искусственного интеллекта находить альтернативы глифосату и другим гербицидам, включая соединения, которые будут эффективнее, дешевле в производстве и менее опасны для человека и окружающей среды.
Одна из научных групп создаст модели, способные прогнозировать химические соединения и малые интерферирующие РНК — молекулы, которые могут воздействовать на ферменты растений, являющиеся мишенями существующих гербицидов. В частности, глифосат подавляет работу фермента EPSP-синтазы, необходимого растениям для выработки ряда аминокислот, однако генетические изменения позволили некоторым сорнякам противостоять его действию. Компьютерные модели должны сформировать миллиарды возможных кандидатов, после чего их проверят в рамках масштабного лабораторного отбора.
Полученные вещества протестируют сначала на соответствие заданным биологическим мишеням, а затем в теплицах при различных сельскохозяйственных условиях. Первые испытания исходных кандидатов на основе РНК планируют завершить к концу первого года программы. Кроме того, учёные создадут живые микробные системы, которые будут разрушать агрохимикаты до их попадания в продукты питания, почву и водоёмы: специально изменённые бактерии, грибы и малые РНК должны преобразовывать химические вещества и компоненты препаратов в биомассу.