Colossal stellt GenoMorph AI vor, um Ziele für die Genomeditierung beim Dodo zu identifizieren

Colossal Biosciences stellte am 14. Oktober 2026 GenoMorph vor, eine Plattform für künstliche Intelligenz, die entwickelt wurde, um Ziele für die Genomeditierung bei Arten mit begrenzten Genomdaten zu identifizieren. Das Unternehmen berichtete, dass das System in seinem Programm zur Wiederbelebung des Dodos schätzungsweise 2.300 regulatorische DNA-Elemente identifiziert hat, die mit Größe und Form des Vogelschnabels zusammenhängen.

Das in Dallas ansässige Unternehmen stellte die Plattform zusammen mit einer Reihe von Fortschritten in seinem Vogelprogramm vor: einer erheblich verbesserten Dodo-Genomassemblierung, für die Technologie aus seinem Projekt zum Schreckenswolf eingesetzt wurde, einer erweiterten Kolonie von Nikobartauben, neu gewonnenen primordialen Keimzellen von Nikobartauben, den ersten geschlüpften Hühnerchimären aus embryonalen Stammzellen sowie einem Lipidnanopartikel-System zur Einschleusung von Werkzeugen zur Genomeditierung in Vogelembryonen. Colossal zufolge bilden diese Fähigkeiten zusammen die genomische, zelluläre und reproduktive Grundlage, die erforderlich ist, um vorhergesagte Dodo-Merkmale in experimentell bestätigte genetische Veränderungen zu überführen. Die Ankündigung knüpft an Fortschritte an, über die das Unternehmen 2025 bei primordialen Keimzellen von Tauben, geneditierten Hühner-Leihmüttern und vergleichenden Vogelgenomen berichtet hatte. Colossal, gegründet vom Unternehmer Ben Lamm und dem Genetiker George Church, bezeichnet sich selbst als erstes Unternehmen, das CRISPR-Technologie zur Wiederbelebung ausgestorbener Arten einsetzt.

Die GenoMorph-Plattform

GenoMorph kombiniert vergleichende Genomik, Entwicklungsbiologie und hochauflösende 3D-Morphologie, um vorherzusagen, welche regulatorischen Elemente während der Entwicklung aktiv sein könnten, und jene zu identifizieren, die am stärksten mit Unterschieden in der körperlichen Gestalt zusammenhängen. Anders als proteincodierende Gene, die den Bauplan für ein Tier enthalten, steuert regulatorische DNA, wann, wo und wie stark diese Bauanleitungen aktiviert werden. So prägt sie Merkmale wie Größe und Struktur des Schädels und Schnabels eines Vogels.

Für die Entwicklung der Plattform erstellte Colossals Vogelforschungsteam nach eigenen Angaben einen regulatorischen Atlas für Vögel. Dafür nutzte es Hunderte von Proben, die von Hühnern, Wachteln, Enten und Tauben stammten und sechs Stadien der Embryonalentwicklung sowie drei Bereiche des sich entwickelnden Gesichts abdeckten. Das Team verknüpfte diese Daten mit Genomen und anhand von CT-Aufnahmen ermittelten Schädelmessungen von mehr als 70 Vogelarten, darunter der Nikobartaube, dem nächsten heute lebenden Verwandten des Dodos. Die Schädel wurden anhand von 541 anatomischen Landmarken kartiert.

Bei der Anwendung auf das Dodo-Programm identifizierte die Analyse 653 mögliche regulatorische Elemente, die mit der Schnabelgröße zusammenhängen, sowie 1.698, die mit Schnabeldicke und -breite in Verbindung stehen. Colossal betonte, dass die Ergebnisse nicht belegen, dass diese Elemente die betreffenden Merkmale verursachen, sondern vielmehr vorrangig zu prüfende Ziele für Experimente liefern. Elemente, deren Einfluss auf die kraniofaziale Entwicklung bestätigt wird, könnten anschließend für eine präzise Genomeditierung bei der Nikobartaube in Betracht gezogen werden.

„Die Wiederbelebung ausgestorbener Arten ist ebenso sehr ein Datenproblem wie ein biologisches Problem“, sagte Ben Lamm, CEO und Mitgründer von Colossal. Da nur sehr wenige Dodo-Genome erhalten seien, könne sich das Unternehmen nicht auf Vergleiche auf Populationsebene stützen, wie sie für viele heute lebende Arten möglich seien, erklärte er. Stattdessen lerne GenoMorph, wie regulatorische DNA die Gestalt heute lebender Vögel prägt, und identifiziere anschließend die genetischen Schalter, die zur charakteristischen Anatomie des Dodos beigetragen haben könnten. Lamm beschrieb die Plattform als einen wiederholbar anwendbaren Ansatz für ausgestorbene Arten, deren Genomdaten ähnlich begrenzt sind.

Von der Vorhersage zur experimentellen Validierung

Die Untersuchung möglicher regulatorischer Elemente auf ihre Funktion hat begonnen. Elemente, deren Einfluss auf die kraniofaziale Entwicklung bestätigt wird, könnten für eine präzise Editierung des Genoms der Nikobartaube priorisiert werden, erklärte das Unternehmen. Die wissenschaftliche Leiterin Beth Shapiro sagte, die charakteristische Anatomie des Dodos sei aus Netzwerken regulatorischer Anweisungen hervorgegangen, die sich allein anhand alter DNA nur schwer deuten ließen. Die Vielfalt der heute lebenden Vögel in Verbindung mit KI ermögliche es GenoMorph, jene regulatorischen Veränderungen zu priorisieren, die wahrscheinlich zur Ausprägung des Dodos beigetragen haben, und sie der funktionellen Validierung zuzuführen.

„Man kann eine KI nicht mit beliebigen Daten darauf trainieren, eine präzise entwicklungsbiologische Frage zu beantworten“, sagte Anna Keyte, Leiterin des Vogelartenprogramms bei Colossal. Sie erklärte, das Team habe erfassen müssen, wie sich die regulatorische Aktivität zwischen Arten, Entwicklungsstadien und Gesichtsregionen verändert. Der Aufbau des Datensatzes habe mehr als ein Jahr gezielter experimenteller Arbeit erfordert.

Vorläufige Ergebnisse wurden auf der Craniofacial Gordon Research Conference und dem Jahrestreffen 2026 der Society for Molecular Biology and Evolution vorgestellt. Ein von Colossal-Forschenden und akademischen Kooperationspartnern verfasstes Konferenzposter beschreibt die zugrunde liegende Methode: ein auf Daten zur Chromatinzugänglichkeit aus kraniofazialen Präparationen von Tauben-, Hühner-, Wachtel- und Entenembryonen in sechs Entwicklungsstadien trainiertes konvolutionelles neuronales Netz, das anschließend dazu verwendet wurde, die Zugänglichkeit in einem Alignment von 363 Vogelarten vorherzusagen. Dem Poster zufolge beträgt die durchschnittliche Vorhersagegenauigkeit, gemessen als Fläche unter der ROC-Kurve, innerhalb einer Art 0,863 und über Artgrenzen hinweg 0,848. Eine phylogenetische Regression, in der die vorhergesagte Zugänglichkeit mit den aus VertNet stammenden Schnabellängenmessungen der 363 Arten verglichen wurde, ergab, dass 210 der 293.686 untersuchten offenen Chromatinregionen bei einer Falsch-Entdeckungsrate unter 0,2 signifikant mit der Schnabellänge assoziiert waren; das Gen CACHD1 wurde dabei als aussichtsreicher Kandidat hervorgehoben. Das Poster berichtet außerdem, dass die Expression von CACHD1 während der gesamten Entwicklung des frontonasalen Fortsatzes bei Arten mit langem Schnabel erhöht war. Eine separate transkriptomische Analyse identifizierte zudem 356 Gene mit artspezifisch unterschiedlichen Expressionsverläufen bei Arten mit langem beziehungsweise kurzem Schnabel.

Ein vollständigeres Dodo-Genom

Colossal berichtete auch über Fortschritte beim Dodo-Genom selbst. Alte DNA ist in kurzen, beschädigten Fragmenten erhalten. Herkömmliche Assemblierungsmethoden gleichen diese Fragmente mit dem Referenzgenom einer heute lebenden Art ab – in diesem Fall mit dem Genom der Nikobarentaube. Dabei können Fragmente verworfen werden, die zu stark abweichen, um sich zuordnen zu lassen. Dadurch können Lücken in der Assemblierung entstehen und das rekonstruierte Genom kann in Richtung der heute lebenden Art verzerrt werden.

Die von Colossal veröffentlichte iterative Assemblierungsmethode, die im Rahmen des Schreckwolf-Programms entwickelt wurde, nutzt neu zugeordnete Dodo-DNA, um das Referenzgenom schrittweise zu aktualisieren. So können bislang nicht zugeordnete Fragmente in jeder weiteren Runde Lücken schließen, bis die Zahl der neu gewonnenen Sequenzen ein Plateau erreicht. Colossal zufolge sind inzwischen 95 % der Basen des Dodo-Genoms mindestens 5-fach abgedeckt; die durchschnittliche Abdeckung beträgt 65-fach. Shapiro sagte, das Team befinde sich in der abschließenden Analyse des Dodo-Genoms. Weitere Ergebnisse würden folgen, sobald die Genomstudie das Peer-Review-Verfahren durchlaufen habe.

Wachstum der Kolonie, Stammzellen und Embryonen-Editierung

Colossal vergrößerte seine Kolonie von Nikobarentauben in Texas nach erfolgreichen Bruten etablierter Paare auf 36 Tiere. Aus den während der jüngsten Brutsaison gesammelten Eiern wurden primordiale Keimzellen der Nikobarentaube gewonnen – Zellen, aus denen sich später Spermien und Eizellen entwickeln. Colossal erklärte, die Gewinnung dieser Zellen sei unerlässlich, um vererbbare Genom-Editierungen vorzunehmen und künftige Vogelgenerationen mit ausgewählten Dodo-Merkmalen hervorzubringen. Das Unternehmen entwickelt außerdem ein Telomer-zu-Telomer-Genom der Nikobarentaube, das die bestehende Assemblierung auf Chromosomenebene verbessern soll. Zudem plant es, neu verfügbare Sequenzdaten des Rodrigues-Solitärs, eines ausgestorbenen Verwandten des Dodos, erneut anhand der verbesserten Referenz zuzuordnen, um deren Abdeckung und Vollständigkeit zu erhöhen.

Die Forschenden des Unternehmens ließen außerdem die ersten chimären Hühner schlüpfen, die mit einer neuen, auf embryonalen Vogelstammzellen basierenden Plattform erzeugt wurden. Colossal zufolge bestätigt dies, dass kultivierte Zellen ihr Entwicklungspotenzial behalten, sich in einen Wirts-Embryo integrieren und zu dessen Gewebe beitragen können. Das Kultursystem wird auf Tauben ausgeweitet, damit sich editierte Stammzellen in chimären Tauben auf ihre vorhergesagten Auswirkungen auf den Phänotyp testen lassen, bevor Editierungen an primordialen Keimzellen vorgenommen werden. So soll eine Plattform zur Phänotypprüfung geschaffen werden.

Schließlich berichtete Colossal, eine Plattform zur Verabreichung von Lipidnanopartikeln entwickelt zu haben, die DNA, RNA und CRISPR-Werkzeuge zur Genomeditierung in sich entwickelnde Vogelembryonen einbringt und zugleich deren Überlebensfähigkeit gegenüber herkömmlichen Verabreichungsmethoden verbessert. In den Experimenten des Unternehmens führte die Editierung des Knochenentwicklungsregulators Runx2 zu einem klar erkennbaren kraniofazialen Phänotyp. Das System kam bei Felsentauben- und Entenembryonen zum Einsatz. Colossal erklärte, seine Forschenden nutzten die Plattform, um von GenoMorph identifizierte regulatorische Elemente nahezu in Echtzeit zu validieren. Die aussichtsreichsten Kandidaten würden für weitere Studien zur Präzisionseditierung in die primordialen Keimzellen der Nikobarentaube eingebracht. Ein Manuskript, das die Plattform beschreibt, sei beim Preprint-Server bioRxiv eingereicht worden.