MIT obține până la 52,9 mil. de dolari de la ARPA-H pentru proiectarea erbicidelor cu ajutorul IA generative

MIT a anunțat pe 10 noiembrie 2026 că va conduce un proiect finanțat cu până la 52,9 milioane de dolari de la ARPA-H, Agenția pentru Proiecte de Cercetare Avansată în Sănătate a SUA, pentru a proiecta erbicide mai sigure cu ajutorul IA generative și a dezvolta sisteme biologice care descompun substanțele chimice agricole.

Proiectul, denumit Învățare de precizie pentru combaterea țintită a buruienilor (PLOW), face parte din programul Systems for Tracking and Resilience in Efficient Agricultural-input Management (STREAM) al ARPA-H. Christopher Voigt, șeful Departamentului de Inginerie Biologică al MIT, este investigatorul principal, iar MIT este beneficiarul principal al finanțării. ARPA-H indică data de 18 septembrie 2026 drept dată de începere a finanțării.

De ce combaterea buruienilor are nevoie de noi substanțe chimice

Proiectul vizează o dilemă din agricultura SUA. În fiecare an se folosesc peste 1 miliard de livre de erbicide pentru a preveni pierderile semnificative de recolte și a permite practicile regenerative care protejează solul, însă utilizarea repetată a dus la apariția unor mutații de rezistență la anumite buruieni. Glifosatul ilustrează această provocare: acesta elimină buruienile interferând cu sintaza EPSP, o enzimă de care plantele au nevoie pentru a produce mai mulți aminoacizi esențiali, iar rezistența face ca acest mecanism să fie mai puțin eficient.

Problemele de sănătate adaugă o altă constrângere de proiectare. Expunerea la erbicide poate contribui la creșterea riscului de cancer, tulburări metabolice și endocrine, precum și alte efecte adverse, se arată în anunțul MIT. Lucrătorii agricoli pot fi expuși prin utilizarea frecventă a erbicidelor, în timp ce mulți locuitori ai SUA intră în contact cu cantități mici prin alimente și apă potabilă. Prin urmare, cercetarea include efectele nocive asupra oamenilor și mediului în rândul criteriilor de selecție a candidaților, alături de eficiența în combaterea buruienilor.

Siguranța aprovizionării constituie un alt obiectiv. Alternativele urmăresc să reducă dependența SUA de fosforul importat, un ingredient esențial al glifosatului. Voigt a spus că îmbinarea rezistenței cu lanțuri de aprovizionare nesigure pentru materiile prime ar putea lăsa țara fără produse agrochimice „absolut esențiale pentru obținerea recoltelor mari și a prețurilor economice pe care le vedem astăzi în Statele Unite”.

IA generativă conectată la testarea experimentală

Prima echipă de cercetare a proiectului PLOW va construi modele care propun fie compuși chimici, fie molecule de ARN mic interferent (siRNA), menite să perturbe enzimele vegetale vizate de glifosat și de alte erbicide. Connor Coley și Regina Barzilay de la MIT, precum și Alexander Tropsha de la University of North Carolina, conduc această activitate. Modelele sunt concepute pentru a optimiza candidații în funcție de costul redus de sinteză, riscul scăzut de inducere a rezistenței și riscul scăzut de a dăuna oamenilor sau de a provoca daune ecologice, precum și de eficacitate.

Echipa se așteaptă ca modelele să genereze miliarde de candidați posibili. La această scară, etapa următoare devine esențială: Angela Koehler de la MIT și Jaime Cheah de la Broad Institute vor conduce testarea de mare capacitate pentru a determina care molecule își ating țintele. Datele obținute în urma testării vor fi apoi transmise grupului de calcul, care le va folosi pentru a-și îmbunătăți modelele, creând un ciclu iterativ de proiectare și testare, în loc să trateze rezultatul IA drept un erbicid gata de utilizare.

După restrângerea grupurilor de candidați, o a treia echipă va evalua fiecare moleculă în diferite condiții agricole, prin studii în sere. Echipa va fi condusă de Neal Stewart și Scott Lenaghan de la University of Tennessee at Knoxville, Patrick Tranel de la University of Illinois at Urbana-Champaign, Tim Willson de la UNC și Andee Wallace, fondator și director general al Robigo. Se estimează că primele teste în seră ale candidaților inițiali bazați pe interferența ARN (RNAi) vor fi încheiate până la sfârșitul primului an al programului.

Descoperirea, asociată cu degradarea chimică

Proiectul abordează și substanțele chimice deja folosite. Cercetătorii PLOW planifică sisteme microbiene vii în care bacterii și ciuperci modificate transformă produsele agrochimice și ingredientele din formulări în biomasă, înainte ca aceste substanțe să ajungă în alimente, sol sau cursuri de apă. Abordarea urmărește să ofere o modalitate scalabilă de reducere a expunerii oamenilor și a mediului.

Privite împreună, activitățile PLOW de descoperire și degradare se înscriu în două dintre cele patru domenii tehnice din planul programului STREAM: descoperirea, cu ajutorul IA, a erbicidelor de generație următoare și eliminarea sau degradarea substanțelor chimice agricole. Celelalte domenii vizează combaterea precisă și nechimică a buruienilor, inclusiv ablația cu laser și plivitoarele autonome de mici dimensiuni, precum și îmbunătățirea monitorizării erbicidelor și a substanțelor chimice asociate. Departamentul de Sănătate și Servicii Sociale al SUA a lansat programul STREAM pe 17 august 2026, prezentându-l ca pe un efort de protejare a lucrătorilor agricoli, a consumatorilor și a mediului, menținând în același timp randamentele culturilor.

Finanțarea pune valoarea IA generative în fața unui test experimental exigent: o bibliotecă mare de candidați este utilă numai dacă testele și studiile în sere identifică molecule care funcționează în condiții agricole și respectă constrângerile privind costul, rezistența și siguranța. Activitățile PLOW de degradare abordează cealaltă latură a problemei, urmărind să reducă expunerea la produsele agrochimice existente pe măsură ce sunt dezvoltate alternative noi.