잡초는 농부들이 의지하는 약품을 견디는 법을 배우고 있고, 그 약품 자체도 건강 우려를 낳고 있습니다. MIT가 이끄는 팀이 미국 보건 연구 기관 ARPA-H로부터 최대 5,300만 달러를 받아, 사람의 건강을 고려한 대체 제초제를 생성형 AI로 설계합니다. AI 기반 분자 설계가 의학에서 농업으로 넘어가는 좋은 사례이며, 예측이 온실에서도 통하는지라는 분명한 시험대가 있습니다.
걸린 규모가 큽니다. 미국에서는 해마다 10억 파운드가 넘는 제초제가 쓰입니다. 잡초는 가장 흔한 제품들에 내성을 키우고 있는데, 여기에는 EPSP 합성효소라는 식물 효소를 막아 작용하는 글리포세이트와 아트라진이 포함됩니다. 제초제 노출은 암과 대사·내분비 질환 위험을 높이는 데 기여할 수 있고, 농업 종사자가 특히 많이 노출됩니다. MIT는 새 대안이 글리포세이트의 핵심 원료인 수입 인에 대한 미국의 의존도도 낮출 수 있다고 말합니다. MIT 생물공학과장이자 프로젝트 책임자인 Christopher Voigt는 내성에 공급망 위험까지 겹치면 미국이 필수 농약 없이 남겨질 수 있다고 경고합니다.
ARPA-H STREAM 프로그램에 속한 PLOW라는 이 프로젝트는 세 팀으로 나뉩니다. MIT의 Connor Coley와 Regina Barzilay, 노스캐롤라이나대학교의 Alexander Tropsha가 이끄는 첫 팀은 화학 화합물이나 작은 간섭 RNA 형태로, 현재 제초제가 겨냥하는 것과 같은 식물 효소를 방해하면서 내성 유발과 사람·생태계 피해 위험은 낮은 분자를 제안하는 생성 모델을 만듭니다. 모델은 수십억 개의 후보를 만들어 낼 것으로 예상됩니다. MIT와 Broad Institute의 선별 팀이 이를 대량으로 시험하고 결과를 다시 모델 개선에 활용합니다. 테네시대학교, 일리노이대학교, 스타트업 Robigo 등이 참여한 세 번째 팀은 온실 시험을 맡으며, RNA 기반 후보의 첫 시험은 프로그램 첫해 말까지 끝낼 예정입니다. 팀은 또 농약이 식품, 토양, 물에 닿기 전에 분해하 는 미생물도 개발합니다.
생성하고, 선별하고, 결과를 되돌리는 설계 고리는 AI 신약 개발을 뒷받침하는 것과 같으며, Barzilay의 연구진은 치료가 어려운 질병에 생성 모델을 써 왔습니다. 여기서 달라지는 것은 대상으로, 사람이 아니라 식물입니다.
단서는 큽니다. 이것은 연구비 지원 발표이지 결과가 아닙니다. 최대 5,300만 달러는 상한일 뿐 보장이 아니며, 아직 보고된 분자는 하나도 없습니다. 수십억 개의 후보를 만드는 것은 쉽지만, 효과적이고 싸게 만들 수 있으며 안전하고 실제 밭에서 내성을 늦게 유발하는 것을 찾는 일이 어렵고, 새 제초제가 규제 승인을 받기까지는 여러 해가 걸립니다.