تحصل MIT على تمويل يصل إلى 52.9 مليون دولار من ARPA-H لتصميم مبيدات أعشاب بالذكاء الاصطناعي التوليدي

أعلنت MIT في 10 نوفمبر 2026 أنها ستقود مشروعًا تدعمه منحة تصل قيمتها إلى 52.9 مليون دولار من ARPA-H، وهي وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للصحة في الولايات المتحدة، لتصميم مبيدات أعشاب أكثر أمانًا باستخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي وتطوير أنظمة بيولوجية تفكك المواد الكيميائية الزراعية.

يحمل المشروع اسم «التعلّم الدقيق لمكافحة الأعشاب المستهدفة» (PLOW)، ويندرج ضمن برنامج ARPA-H المعني بأنظمة التتبّع وتعزيز القدرة على الصمود في إدارة المدخلات الزراعية بكفاءة (STREAM). ويشغل كريستوفر فويغت، رئيس قسم الهندسة البيولوجية في MIT، منصب الباحث الرئيس، فيما تتولى MIT دور الجهة الرئيسية الحاصلة على المنحة. وتحدد ARPA-H يوم 18 سبتمبر 2026 موعدًا لبدء المنحة.

لماذا تتطلب مكافحة الأعشاب الضارة ابتكار مواد كيميائية جديدة؟

يستهدف المشروع معالجة معضلة تواجه الزراعة في الولايات المتحدة. إذ يُستخدم أكثر من مليار رطل من مبيدات الأعشاب سنويًا للحيلولة دون وقوع خسائر كبيرة في المحاصيل، ولتمكين الممارسات التجديدية التي تحمي التربة، لكن الاستخدام المتكرر أتاح لبعض الأعشاب الضارة اكتساب طفرات تمنحها مقاومة. ويجسد الغليفوسات هذا التحدي: فهو يقتل الأعشاب الضارة بالتأثير في إنزيم EPSP synthase، الذي تحتاج إليه النباتات لإنتاج عدة أحماض أمينية أساسية، فيما تجعل المقاومة هذه الآلية أقل فاعلية.

وتضيف المخاوف الصحية قيدًا آخر على التصميم. ويشير إعلان MIT إلى أن التعرض لمبيدات الأعشاب قد يسهم في زيادة مخاطر الإصابة بالسرطان واضطرابات الأيض والغدد الصماء وغيرها من النتائج الصحية الضارة. وقد يتعرض العاملون في المزارع لهذه المواد بسبب استخدامها المتكرر، بينما يتناول كثير من سكان الولايات المتحدة كميات ضئيلة منها عبر الطعام ومياه الشرب. ولذلك، يضع البحث الأضرار التي قد تلحق بالبشر والبيئة ضمن معايير اختيار المركبات المرشحة، إلى جانب قدرتها على قتل الأعشاب الضارة.

ويُضاف إلى ذلك هدف تعزيز أمن الإمدادات. إذ يُراد من البدائل تقليل اعتماد الولايات المتحدة على الفوسفور المستورد، وهو مكوّن أساسي في الغليفوسات. وقال فويغت إن اجتماع المقاومة مع سلاسل إمداد غير مضمونة للمواد الأولية قد يحرم البلاد من المواد الكيميائية الزراعية التي «لا غنى عنها إطلاقًا لتحقيق غلال المحاصيل المرتفعة والأسعار الاقتصادية التي تتمتع بها الولايات المتحدة اليوم».

ربط الذكاء الاصطناعي التوليدي بالفحص التجريبي

ستعمل المجموعة البحثية الأولى في PLOW على بناء نماذج تقترح مركبات كيميائية أو جزيئات من الحمض النووي الريبي صغير التداخل (siRNA)، بهدف تعطيل إنزيمات النباتات التي تستهدفها مبيدات الغليفوسات وغيرها من مبيدات الأعشاب. ويقود هذا العمل كونور كولي وريجينا برزيلاي من MIT وألكسندر تروشا من University of North Carolina. وتهدف النماذج إلى تحسين المركبات المرشحة بحيث تكون منخفضة التكلفة عند تصنيعها، ومنخفضة المخاطر من حيث تحفيز المقاومة أو إلحاق الضرر بالبشر أو التسبب بأضرار بيئية، فضلًا عن تحقيق الفاعلية.

يتوقع الفريق أن تولّد النماذج مليارات المركبات المرشحة المحتملة. ويجعل هذا الحجم المرحلة التالية محورية: إذ ستقود أنجيلا كولر من MIT وجايمي تشيا من Broad Institute عمليات فحص عالية الإنتاجية لتحديد الجزيئات التي تصيب أهدافها. وبعد ذلك، ستُعاد بيانات الفحص إلى المجموعة الحاسوبية لتحسين نماذجها، بما يتيح دورة تكرارية من التصميم والاختبار، بدلًا من التعامل مع مخرجات الذكاء الاصطناعي على أنها مبيد أعشاب مكتمل.

وبعد تضييق نطاق مجموعات المركبات المرشحة، ستقيّم مجموعة ثالثة كل جزيء في ظل ظروف زراعية مختلفة، من خلال دراسات تُجرى في البيوت الزجاجية. ويقود هذه المجموعة نيل ستيوارت وسكوت لينهاغان من University of Tennessee في نوكسفيل، وباتريك ترانيل من University of Illinois في أوربانا-شامبين، وتيم ويلسون من UNC، وأندي والاس، مؤسس Robigo ورئيسها التنفيذي. ومن المتوقع اكتمال أولى اختبارات البيوت الزجاجية للمركبات المرشحة الأولية القائمة على تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) بحلول نهاية السنة الأولى من البرنامج.

اكتشاف المركبات بالتوازي مع تفكيك المواد الكيميائية

ويتناول المشروع أيضًا المواد الكيميائية المستخدمة حاليًا. ويخطط باحثو PLOW لإنشاء أنظمة ميكروبية حية تحوّل فيها بكتيريا وفطريات معدّلة هندسيًا المواد الكيميائية الزراعية ومكوّنات تركيباتها إلى كتلة حيوية، قبل وصول تلك المواد إلى الغذاء أو التربة أو المجاري المائية. ويُراد من هذا النهج توفير وسيلة قابلة للتوسع للحد من تعرض البشر والبيئة لهذه المواد.

وبجمع جهود الاكتشاف والتفكيك في PLOW، يتضح أنها تندرج ضمن مجالين من المجالات التقنية الأربعة في الخطة البرنامجية لـSTREAM: اكتشاف مبيدات أعشاب من الجيل التالي بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وإزالة المواد الكيميائية الزراعية أو تفكيكها. أما المجالان الآخران فيشملان مكافحة الأعشاب الضارة بدقة وبوسائل غير كيميائية، مثل الاستئصال بالليزر وآلات صغيرة مستقلة لإزالة الأعشاب، إلى جانب تحسين رصد مبيدات الأعشاب والمواد الكيميائية المرتبطة بها. وقد أطلقت وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية برنامج STREAM في 17 أغسطس 2026، مؤكدةً أنه مسعى لحماية العاملين في المزارع والمستهلكين والبيئة، مع الحفاظ على غلال المحاصيل.

يربط التمويل قيمة الذكاء الاصطناعي التوليدي باختبار تجريبي دقيق: فلا تكون مكتبة كبيرة من المركبات المرشحة مفيدة إلا إذا كشفت عمليات الفحص والدراسات في البيوت الزجاجية عن جزيئات فاعلة في الظروف الزراعية، وتستوفي في الوقت نفسه قيود التكلفة والمقاومة والسلامة. أما جهود التفكيك في PLOW فتتناول الجانب الآخر من المشكلة، إذ تهدف إلى الحد من التعرض للمواد الكيميائية الزراعية المستخدمة حاليًا بينما يجري تطوير بدائل جديدة.