麻省理工学院牵头团队获资助，开发新一代除草剂替代方案
内容提要
麻省理工学院牵头获得ARPA-H最高5300万美元资助，开展PLOW项目，利用生成式AI设计更安全的新型除草剂，以应对杂草抗药性、降低健康风险并减少对进口磷的依赖。团队将用AI预测候选分子，经高通量筛选和温室测试验证，并开发降解农用化学品的微生物系统。
延伸解读
AI设计除草剂的双重目标：抗性与安全
项目旨在用生成式AI预测能干扰杂草EPSP合成酶等靶点的分子，同时优化低合成成本、低抗性风险和对人及生态的低危害。这回应了草甘膦等常用除草剂因抗性突变而失效，以及农药暴露可能增加癌症、代谢和内分泌疾病风险的现实问题。AI在此不是单纯追求药效，而是将安全性和可持续性纳入设计目标。
从数十亿候选到温室验证的闭环流程
团队分工明确：AI模型生成数十亿候选分子（化学化合物或siRNA），高通量筛选团队测试其是否命中靶点，并将数据反馈给计算模型以迭代优化；随后第三团队在温室中评估不同农业条件下的表现。首批RNAi候选的温室测试预计在项目第一年年底完成。这种“生成—筛选—反馈—验证”的闭环，有望加速从分子设计到田间评估的进程。
供应链安全与磷依赖的关联
文章指出，草甘膦的关键成分磷依赖进口，而抗性突变与供应链风险叠加，可能使美国失去这些对高产和低价至关重要的农化品。因此，开发替代方案不仅是技术问题，也涉及国家粮食供应的韧性。新除草剂若成功，可降低对进口磷的依赖，但文章未给出替代品成本或性能的具体数据，实际效果仍需验证。
降解农用化学品的微生物系统
除新除草剂外，项目还计划开发工程细菌、真菌和srRNA等活体微生物系统，在农药到达食物、土壤或水体前将其及制剂成分转化为生物质。这提供了一种可扩展的减少环境和人体暴露的策略。不过，这类工程微生物的田间释放、生态影响和监管路径在文中未展开，属于需要持续关注的风险与限制。
Q&A
麻省理工学院牵头的PLOW项目获得了多少资助？由哪个机构提供？
该项目获得美国高级健康研究计划局（ARPA-H）最高5300万美元的资助，属于其STREAM计划的一部分。
PLOW项目的主要目标是什么？
PLOW项目旨在利用生成式AI设计更安全、更有效的新型除草剂，以应对杂草抗药性、降低健康风险，并减少美国对进口磷（草甘膦的关键成分）的依赖。
为什么需要开发新型除草剂？
因为杂草对常用除草剂（如草甘膦和莠去津）产生了抗药性突变，导致药效下降，威胁作物产量；同时，除草剂暴露可能增加癌症、代谢和内分泌紊乱等健康风险，且美国依赖进口磷供应草甘膦生产。
PLOW项目如何利用人工智能发现新除草剂？
项目团队开发生成式AI模型，预测能干扰草甘膦等除草剂相同靶标酶（如EPSP合酶）的分子（化学化合物或小干扰RNA），并优化其低成本合成、低抗性风险及低人类/生态危害等特性。模型预计生成数十亿候选分子。
候选分子如何被测试和验证？
首先通过高通量筛选团队测试数十亿候选分子，识别能命中靶标的分子，并将筛选数据反馈给计算模型以改进；然后第三团队在温室中评估分子在不同农业条件下的表现，首年预计完成初始RNAi候选物的温室测试。
除了开发新除草剂，PLOW项目还有哪些减少农用化学品暴露的措施？
项目还将开发活的微生物系统（工程细菌、真菌和srRNA），在农用化学品到达食物、土壤或水道之前将其降解，转化为生物质，从而 scalable 地减少环境和人类暴露。
