Colossal præsenterer GenoMorph AI til identifikation af mål for genredigering hos dronten

Den 14. oktober 2026 præsenterede Colossal Biosciences GenoMorph, en platform baseret på kunstig intelligens, der er udviklet til at identificere mål for genredigering hos arter med begrænsede genomiske data. Virksomheden oplyste, at systemet har identificeret anslået 2.300 mulige regulatoriske DNA-elementer, der er forbundet med fugles næbstørrelse og -form, som led i virksomhedens program for at genoplive dronten.

Den Dallas-baserede virksomhed annoncerede platformen sammen med en række fremskridt inden for sit fugleprogram: en markant forbedret samling af drontens genom, der er opbygget ved hjælp af teknologi fra virksomhedens dire wolf-projekt; en udvidelse af kolonien af nikobarduer; nyudvundne primordiale kønsceller fra nikobarduer; de første udklækkede kimærer med embryonale kyllingestamceller; og et system med lipidnanopartikler til at levere genredigeringsværktøjer til fugleembryoner. Colossal oplyste, at disse teknologiske muligheder tilsammen udgør det genomiske, cellulære og reproduktive grundlag, der er nødvendigt for at omsætte forudsagte drontetræk til eksperimentelt validerede ændringer. Annonceringen bygger videre på de fremskridt inden for primordiale kønsceller fra duer, genredigerede kyllinger som surrogater og sammenlignende fuglegenomer, som virksomheden rapporterede om i 2025. Colossal, der blev grundlagt af iværksætteren Ben Lamm og genetikeren George Church, beskriver sig selv som den første virksomhed, der anvender CRISPR-teknologi til at genoplive uddøde arter.

GenoMorph-platformen

GenoMorph kombinerer sammenlignende genomik, udviklingsbiologi og højopløselig 3D-morfologi for at forudsige, hvilke regulatoriske elementer der kan være aktive under udviklingen, og identificere dem, der er stærkest forbundet med forskelle i fysisk form. I modsætning til proteinkodende gener, som indeholder instruktioner til opbygning af et dyr, styrer regulatorisk DNA, hvornår, hvor og hvor kraftigt disse instruktioner aktiveres, og former dermed egenskaber som størrelsen og strukturen af en fugls kranium og næb.

For at opbygge platformen skabte Colossals fuglehold det, virksomheden kalder et regulatorisk atlas over fugle, baseret på hundredvis af prøver indsamlet fra kyllinger, vagtler, ænder og duer. Atlaset dækker seks stadier af embryonaludviklingen og tre områder af ansigtet under udvikling. Holdet kombinerede disse data med genomer og kraniemålinger udledt af CT-scanninger fra mere end 70 fuglearter, herunder nikobarduen, drontens nærmeste nulevende slægtning. Målingerne var kortlagt ved hjælp af 541 anatomiske landemærker.

Anvendt på dronteprogrammet identificerede analysen 653 mulige regulatoriske elementer, der er forbundet med næbstørrelse, og 1.698, der er forbundet med næbbets tykkelse og bredde. Colossal oplyste, at resultaterne ikke fastslår, at elementerne forårsager disse egenskaber, men i stedet udpeger prioriterede mål til eksperimentel afprøvning. Elementer, der bekræftes at påvirke udviklingen af kranie og ansigt, kan derefter komme i betragtning til præcisionsgenomredigering af nikobarduen.

»Genoplivning af uddøde arter er lige så meget et dataproblem som et biologisk problem,« sagde Ben Lamm, Colossals administrerende direktør og medstifter. Han sagde, at virksomheden ikke kan støtte sig til sammenligninger på populationsniveau, som er tilgængelige for mange nulevende arter, fordi der kun findes meget få drontegenomer. I stedet lærer GenoMorph, hvordan regulatorisk DNA former nulevende fugle, før systemet identificerer de genetiske kontakter, der kan have bidraget til drontens særprægede anatomi. Lamm beskrev platformen som en metode, der kan gentages for uddøde arter med tilsvarende begrænsede genomiske optegnelser.

Fra forudsigelse til eksperimentel validering

Mulige elementer er ved at blive undersøgt i funktionelle valideringsstudier, og de elementer, der bekræftes at påvirke udviklingen af kranie og ansigt, kan prioriteres til præcisionsredigering af nikobarduenes genom, oplyste virksomheden. Den videnskabelige chef Beth Shapiro sagde, at drontens karakteristiske anatomi opstod gennem netværk af regulatoriske instruktioner, som er vanskelige at fortolke ud fra gammelt DNA alene. Hun tilføjede, at brugen af den store variation blandt nulevende fugle kombineret med kunstig intelligens gør det muligt for GenoMorph at prioritere de regulatoriske ændringer, der med størst sandsynlighed har formet dronten, og føre dem videre til funktionel validering.

»Man kan ikke træne kunstig intelligens til at besvare et præcist spørgsmål om udvikling ved kun at bruge generiske data,« sagde Anna Keyte, Colossals direktør for fuglearter. Hun sagde, at holdet var nødt til at indfange, hvordan den regulatoriske aktivitet ændrer sig på tværs af arter, udviklingsstadier og områder af ansigtet, og at det krævede mere end et års målrettet eksperimentelt arbejde at opbygge datasættet.

Foreløbige resultater er blevet præsenteret på Craniofacial Gordon Research Conference og det årlige møde i Society for Molecular Biology and Evolution i 2026. En konferenceplakat, udarbejdet af Colossals forskere og akademiske samarbejdspartnere, beskriver den underliggende metode: et konvolutionelt neuralt netværk, der er trænet på data om kromatintilgængelighed fra dissektioner af kraniofaciale væv i due-, kyllinge-, vagtel- og andeembryoner på seks udviklingstrin, og som derefter blev brugt til at forudsige tilgængeligheden på tværs af en fuglesekvensjustering med 363 arter. Plakaten angiver en gennemsnitlig forudsigelsesnøjagtighed, målt som arealet under ROC-kurven, på 0,863 inden for arter og 0,848 på tværs af arter. En fylogenetisk regressionsanalyse af den forudsagte tilgængelighed og målinger af næblængde fra VertNet for de 363 arter viste, at 210 af de 293.686 undersøgte åbne kromatinregioner var signifikant forbundet med næblængde ved en falsk opdagelsesrate under 0,2; genet CACHD1 blev fremhævet som en af de mest lovende kandidater. Plakaten rapporterer også, at CACHD1-udtrykket var forhøjet hos arter med lange næb gennem hele udviklingen af den frontonasale udvækst, og at en separat transkriptomisk analyse identificerede 356 gener med artsforskellig udtryksdynamik mellem arter med lange og korte næb.

Et mere komplet drontegenom

Colossal rapporterede også om fremskridt med selve drontegenomet. Oldgammelt DNA bevares i korte, beskadigede fragmenter, og konventionelle metoder til samling af genomer kortlægger fragmenterne mod et referencegenom fra en nulevende art – i dette tilfælde nikobarduen – hvilket kan medføre, at fragmenter, der er for forskellige til at kunne aligneres, bliver kasseret. Det kan efterlade huller i genomsamlingen og skævvride det rekonstruerede genom i retning af den nulevende art.

Virksomhedens offentliggjorte iterative metode til samling af genomer, som blev udviklet gennem dens program for skrækulven, bruger nyligt kortlagt dronte-DNA til gradvist at opdatere referencegenomet. Dermed kan fragmenter, der tidligere ikke kunne matches, udfylde huller for hver efterfølgende runde, indtil antallet af nyligt genfundne sekvenser når et plateau. Colossal rapporterede, at mindst 5× af baserne i drontegenomet nu er dækket, og at den gennemsnitlige dækning er 65×. Shapiro sagde, at holdet er i den afsluttende fase af analysen af drontegenomet, og at der vil komme mere, når genomartiklen har været igennem fagfællebedømmelse.

Kolonivækst, stamceller og redigering af embryoner

Colossal udvidede sin koloni af nikobarduer i Texas til 36 fugle efter vellykket yngel blandt etablerede par. Æg indsamlet i den seneste ynglesæson blev brugt til at udlede primordiale kønsceller fra nikobarduer – de celler, der senere udvikler sig til sædceller og ægceller. Colossal sagde, at etableringen af disse celler er afgørende for at skabe arvelige genomændringer og frembringe fremtidige generationer af fugle med udvalgte dronteegenskaber. Virksomheden udvikler også et nikobarduegenom fra telomer til telomer for at forbedre den eksisterende samling på kromosomniveau og planlægger at kortlægge nyligt tilgængelige sekvensdata fra Rodrigues-dronte, en uddød slægtning til dronten, mod det forbedrede referencegenom for at øge genomets dækning og fuldstændighed.

Virksomhedens forskere udklækkede også de første kimærekyllinger, der er fremstillet ved hjælp af en ny platform baseret på embryonale stamceller fra fugle. Ifølge Colossal bekræfter det, at dyrkede celler bevarer deres udviklingspotentiale til at integreres i et værtembryo og bidrage til dets væv. Dyrkningssystemet udvides til duer, så redigerede stamceller kan afprøves i kimæreduer for at undersøge deres forventede virkninger på fænotypen, før der foretages ændringer i primordiale kønsceller. Dermed etableres en platform til fænotypescreening.

Endelig rapporterede Colossal, at virksomheden har udviklet en leveringsplatform baseret på lipidnanopartikler, som indfører DNA, RNA og CRISPR-værktøjer til genredigering i fugleembryoner under udvikling og samtidig forbedrer embryoernes levedygtighed sammenlignet med traditionelle leveringsmetoder. I virksomhedens forsøg gav redigering af knogleudviklingsregulatoren Runx2 en tydelig kraniofacial fænotype, og systemet er blevet anvendt i klippedue- og andeembryoner. Colossal sagde, at virksomhedens forskere bruger platformen til at validere regulatoriske elementer identificeret af GenoMorph næsten i realtid, at de mest lovende kandidater bliver indarbejdet i primordiale kønsceller fra nikobarduer med henblik på yderligere undersøgelser af præcisionsredigering, og at et manuskript, der beskriver platformen, er blevet indsendt til preprintserveren bioRxiv.