Colossal Memperkenalkan GenoMorph AI untuk Mengidentifikasi Target Penyuntingan Gen Dodo

Pada 14 Oktober 2026, Colossal Biosciences memperkenalkan GenoMorph, sebuah platform kecerdasan buatan yang dikembangkan untuk mengidentifikasi target penyuntingan gen pada spesies dengan data genomik terbatas. Perusahaan itu melaporkan bahwa sistem tersebut telah mengidentifikasi sekitar 2.300 kandidat elemen pengatur DNA yang terkait dengan ukuran dan bentuk paruh burung dalam program menghidupkan kembali dodo yang telah punah.

Perusahaan yang berbasis di Dallas itu mengumumkan platform tersebut bersama serangkaian kemajuan dalam program pengembangan spesies burungnya: perakitan genom dodo yang jauh lebih baik dengan menggunakan teknologi dari proyek serigala dire, koloni merpati Nicobar yang diperluas, sel germinal primordial merpati Nicobar yang baru dikembangkan, chimera sel punca embrionik ayam pertama yang berhasil menetas, serta sistem nanopartikel lipid untuk mengantarkan perangkat penyuntingan gen ke embrio burung. Colossal mengatakan bahwa kemampuan-kemampuan ini secara bersama-sama menyediakan landasan genomik, seluler, dan reproduktif yang diperlukan untuk menerjemahkan sifat dodo yang diprediksi menjadi perubahan genetik yang tervalidasi melalui eksperimen. Pengumuman tersebut merupakan kelanjutan dari kemajuan yang dilaporkan perusahaan pada 2025 dalam bidang sel germinal primordial merpati, ayam pengganti hasil penyuntingan gen, dan genom burung komparatif. Colossal, yang didirikan oleh pengusaha Ben Lamm dan ahli genetika George Church, menyebut dirinya sebagai perusahaan pertama yang menerapkan teknologi CRISPR untuk menghidupkan kembali spesies yang telah punah.

Platform GenoMorph

GenoMorph memadukan genomika komparatif, biologi perkembangan, dan morfologi 3D beresolusi tinggi untuk memprediksi elemen pengatur mana yang mungkin aktif selama perkembangan serta mengidentifikasi elemen yang paling kuat terkait dengan perbedaan bentuk fisik. Tidak seperti gen pengode protein, yang memuat instruksi untuk membentuk hewan, DNA pengatur mengendalikan kapan, di mana, dan seberapa kuat instruksi tersebut diaktifkan, sehingga membentuk sifat seperti ukuran dan struktur tengkorak serta paruh burung.

Untuk membangun platform ini, tim burung Colossal membuat apa yang mereka sebut sebagai atlas pengaturan burung, berdasarkan ratusan sampel yang dikumpulkan dari ayam, puyuh, bebek, dan merpati. Atlas tersebut mencakup enam tahap perkembangan embrio dan tiga wilayah wajah yang sedang berkembang. Tim itu menggabungkan data tersebut dengan genom dan pengukuran tengkorak yang diperoleh dari CT dari lebih dari 70 spesies burung, termasuk merpati Nicobar, kerabat dodo terdekat yang masih hidup. Pengukuran tersebut dipetakan menggunakan 541 penanda anatomi.

Ketika diterapkan pada program dodo, analisis tersebut mengidentifikasi 653 kandidat elemen pengatur yang terkait dengan ukuran paruh dan 1.698 kandidat yang terkait dengan ketebalan serta lebar paruh. Colossal mengatakan temuan ini tidak membuktikan bahwa elemen-elemen tersebut menyebabkan sifat-sifat itu, melainkan menyediakan target yang diprioritaskan untuk diuji melalui eksperimen. Elemen yang terbukti memengaruhi perkembangan kraniofasial selanjutnya dapat dipertimbangkan untuk penyuntingan genom presisi pada merpati Nicobar.

“Menghidupkan kembali spesies yang telah punah sama besarnya merupakan persoalan data dengan persoalan biologi,” kata Ben Lamm, CEO sekaligus salah satu pendiri Colossal. Ia mengatakan bahwa karena hanya sedikit genom dodo yang masih tersisa, perusahaan tidak dapat mengandalkan perbandingan pada tingkat populasi yang tersedia untuk banyak spesies yang masih hidup. Sebagai gantinya, GenoMorph mempelajari cara DNA pengatur membentuk burung yang masih hidup sebelum mengidentifikasi sakelar genetik yang mungkin berkontribusi pada anatomi khas dodo. Lamm menggambarkan platform tersebut sebagai pendekatan yang dapat diterapkan berulang kali pada spesies punah dengan catatan genomik yang sama-sama terbatas.

Dari Prediksi ke Validasi Eksperimental

Colossal mengatakan bahwa kandidat elemen kini mulai menjalani studi validasi fungsional, dan elemen yang terbukti memengaruhi perkembangan kraniofasial dapat diprioritaskan untuk penyuntingan presisi pada genom merpati Nicobar. Kepala Ilmuwan Beth Shapiro mengatakan bahwa anatomi khas dodo terbentuk melalui jaringan instruksi pengatur yang sulit ditafsirkan hanya dari DNA purba. Ia menambahkan bahwa dengan memanfaatkan keragaman burung yang masih hidup secara luas dan menggabungkannya dengan AI, GenoMorph dapat memprioritaskan perubahan pengaturan yang paling mungkin membentuk dodo, lalu melanjutkan pengujiannya melalui validasi fungsional.

“AI tidak dapat dilatih untuk menjawab pertanyaan perkembangan yang spesifik hanya dengan menggunakan data umum,” kata Anna Keyte, direktur spesies burung Colossal. Ia mengatakan tim perlu menangkap perubahan aktivitas pengaturan di antara spesies, tahap perkembangan, dan wilayah wajah. Untuk membangun kumpulan data tersebut, diperlukan lebih dari satu tahun kerja eksperimental yang terfokus.

Temuan awal telah dipresentasikan di Craniofacial Gordon Research Conference dan pertemuan tahunan Society for Molecular Biology and Evolution 2026. Sebuah poster konferensi yang ditulis oleh para peneliti Colossal dan kolaborator akademis menguraikan metode yang digunakan: jaringan saraf konvolusional yang dilatih menggunakan data aksesibilitas kromatin dari pembedahan kraniofasial embrio merpati, ayam, puyuh, dan bebek pada enam tahap perkembangan, lalu digunakan untuk memprediksi aksesibilitas pada susunan 363 spesies burung. Poster tersebut melaporkan akurasi prediksi rata-rata, yang diukur sebagai luas di bawah kurva karakteristik operasi penerima, sebesar 0,863 dalam spesies dan 0,848 antarspesies. Regresi filogenetik antara aksesibilitas yang diprediksi dan pengukuran panjang paruh dari VertNet pada 363 spesies menemukan bahwa 210 dari 293.686 wilayah kromatin terbuka yang diuji berkaitan secara signifikan dengan panjang paruh pada tingkat penemuan palsu di bawah 0,2; gen CACHD1 ditandai sebagai salah satu kandidat utama. Poster tersebut juga melaporkan bahwa ekspresi CACHD1 meningkat pada spesies berparuh panjang selama perkembangan proses frontonasal, dan analisis transkriptomik terpisah mengidentifikasi 356 gen dengan dinamika ekspresi yang berbeda antarspesies berparuh panjang dan pendek.

Genom Dodo yang Lebih Lengkap

Colossal juga melaporkan kemajuan dalam penelitian genom dodo itu sendiri. DNA purba bertahan dalam fragmen pendek yang rusak, dan metode perakitan konvensional memetakan fragmen tersebut ke genom referensi spesies hidup—dalam hal ini, merpati Nicobar—sehingga fragmen yang terlalu berbeda untuk disejajarkan dapat terbuang. Hal ini dapat menyisakan celah dalam perakitan dan membuat genom hasil rekonstruksi lebih menyerupai spesies yang masih hidup tersebut.

Metode perakitan iteratif yang diterbitkan perusahaan dan dikembangkan melalui program serigala dire menggunakan DNA dodo yang baru dipetakan untuk memperbarui genom referensi secara bertahap. Dengan demikian, fragmen yang sebelumnya tidak cocok dapat mengisi celah pada setiap putaran berikutnya, sampai jumlah sekuens baru yang berhasil ditemukan mencapai titik jenuh. Colossal melaporkan bahwa kini 95% basa dalam genom dodo tercakup setidaknya 5 kali, dengan cakupan rata-rata 65 kali. Shapiro mengatakan bahwa timnya sedang berada pada tahap akhir analisis genom dodo, dan akan ada informasi lebih lanjut setelah makalah genom tersebut menjalani penelaahan sejawat.

Pertumbuhan Koloni, Sel Punca, dan Penyuntingan Embrio

Colossal memperbesar koloni merpati Nicobar di Texas menjadi 36 ekor setelah pasangan-pasangan yang telah terbentuk berhasil berkembang biak. Telur yang dikumpulkan selama musim kawin terbaru digunakan untuk memperoleh sel germinal primordial merpati Nicobar, yaitu sel yang pada akhirnya berkembang menjadi sperma dan sel telur. Colossal mengatakan bahwa pembentukan sel-sel ini sangat penting untuk menghasilkan penyuntingan genom yang dapat diwariskan dan menciptakan generasi burung berikutnya yang membawa sifat-sifat dodo terpilih. Perusahaan itu juga sedang mengembangkan genom merpati Nicobar dari telomer ke telomer untuk menyempurnakan perakitan tingkat kromosom yang sudah ada, serta berencana memetakan ulang data sekuens baru yang tersedia dari solitaire Rodrigues, kerabat dodo yang telah punah, terhadap referensi yang telah disempurnakan guna meningkatkan cakupan dan kelengkapannya.

Para ilmuwan perusahaan juga berhasil menetaskan ayam chimera pertama yang dihasilkan melalui platform baru berbasis sel punca embrionik unggas. Menurut Colossal, hal ini menegaskan bahwa sel yang dikultur tetap memiliki potensi perkembangan untuk berintegrasi ke dalam embrio inang dan berkontribusi pada jaringan tubuhnya. Sistem kultur tersebut sedang dikembangkan untuk merpati agar sel punca yang telah disunting dapat diuji pada merpati chimera, sehingga dampaknya terhadap fenotipe dapat diprediksi sebelum penyuntingan apa pun dilakukan pada sel germinal primordial. Langkah ini akan membangun platform penyaringan fenotipe.

Terakhir, Colossal melaporkan telah mengembangkan platform penghantaran nanopartikel lipid yang memasukkan DNA, RNA, dan perangkat penyuntingan gen CRISPR ke dalam embrio burung yang sedang berkembang, sekaligus meningkatkan kelangsungan hidup embrio dibandingkan metode penghantaran tradisional. Dalam eksperimen perusahaan, penyuntingan regulator perkembangan tulang Runx2 menghasilkan fenotipe kraniofasial yang jelas, dan sistem tersebut telah digunakan pada embrio merpati batu dan bebek. Colossal mengatakan bahwa para ilmuwannya menggunakan platform ini untuk memvalidasi elemen regulator yang diidentifikasi GenoMorph dalam waktu hampir nyata, bahwa kandidat terkuat sedang direkayasa ke dalam sel germinal primordial merpati Nicobar untuk penelitian penyuntingan presisi lebih lanjut, serta bahwa manuskrip yang menjelaskan platform tersebut telah dikirimkan ke server pracetak bioRxiv.