Colossal presenta GenoMorph, un’IA per individuare i bersagli dell’editing genetico nel dodo

Il 14 ottobre 2026, Colossal Biosciences ha presentato GenoMorph, una piattaforma di intelligenza artificiale sviluppata per individuare bersagli di editing genetico nelle specie per cui i dati genomici sono limitati. L’azienda ha riferito che il sistema ha individuato circa 2.300 elementi regolatori candidati del DNA associati alle dimensioni e alla forma del becco degli uccelli nell’ambito del programma di de-estinzione del dodo.

L’azienda, con sede a Dallas, ha annunciato la piattaforma insieme a una serie di progressi nel suo programma sugli uccelli: un assemblaggio del genoma del dodo notevolmente migliorato, realizzato con una tecnologia sviluppata per il progetto sul lupo terribile; una colonia ampliata di piccioni delle Nicobare; nuove cellule germinali primordiali derivate da piccioni delle Nicobare; le prime chimere di pollo ottenute da cellule staminali embrionali a essere giunte alla schiusa; e un sistema a nanoparticelle lipidiche per introdurre strumenti di editing genetico negli embrioni di uccello. Secondo Colossal, queste capacità forniscono nel loro insieme le basi genomiche, cellulari e riproduttive necessarie per tradurre i tratti previsti del dodo in modifiche convalidate sperimentalmente. L’annuncio si aggiunge ai progressi che l’azienda aveva comunicato nel 2025 sulle cellule germinali primordiali di piccione, sui polli usati come surrogati e sottoposti a editing genetico e sui genomi comparativi degli uccelli. Colossal, fondata dall’imprenditore Ben Lamm e dal genetista George Church, si definisce la prima azienda ad applicare la tecnologia CRISPR alla de-estinzione delle specie.

La piattaforma GenoMorph

GenoMorph combina genomica comparativa, biologia dello sviluppo e morfologia 3D ad alta risoluzione per prevedere quali elementi regolatori possano essere attivi durante lo sviluppo e individuare quelli più strettamente associati alle differenze nella forma fisica. A differenza dei geni codificanti per proteine, che contengono le istruzioni per costruire un animale, il DNA regolatore controlla quando, dove e con quale intensità queste istruzioni vengono attivate, determinando tratti come le dimensioni e la struttura del cranio e del becco di un uccello.

Per realizzare la piattaforma, il team aviare di Colossal ha creato quello che definisce un atlante regolatorio degli uccelli, basato su centinaia di campioni raccolti da polli, quaglie, anatre e piccioni. L’atlante copre sei fasi dello sviluppo embrionale e tre regioni del volto in formazione. Il team ha combinato questi dati con i genomi e le misurazioni dei crani ricavate da scansioni TC di oltre 70 specie di uccelli, tra cui il piccione delle Nicobare, il parente vivente più prossimo del dodo. Le misurazioni sono state mappate usando 541 punti di riferimento anatomici.

Applicata al programma sul dodo, l’analisi ha individuato 653 elementi regolatori candidati associati alle dimensioni del becco e 1.698 associati al suo spessore e alla sua larghezza. Colossal ha precisato che i risultati non dimostrano che questi elementi causino tali tratti, ma forniscono invece bersagli prioritari da sottoporre a verifiche sperimentali. Gli elementi di cui sarà confermata l’influenza sullo sviluppo craniofacciale potranno quindi essere presi in considerazione per l’editing di precisione del genoma del piccione delle Nicobare.

«La de-estinzione è un problema tanto di dati quanto di biologia», ha dichiarato Ben Lamm, amministratore delegato e cofondatore di Colossal. Ha spiegato che, poiché sono sopravvissuti pochissimi genomi di dodo, l’azienda non può fare affidamento sui confronti a livello di popolazione disponibili per molte specie viventi; GenoMorph apprende invece in che modo il DNA regolatore determina i tratti degli uccelli viventi, prima di individuare gli interruttori genetici che potrebbero aver contribuito all’anatomia distintiva del dodo. Lamm ha descritto la piattaforma come un approccio ripetibile per le specie estinte i cui dati genomici sono altrettanto limitati.

Dalle previsioni alla convalida sperimentale

Secondo l’azienda, gli elementi candidati sono ora oggetto di studi di validazione funzionale; quelli di cui sarà confermata l’influenza sullo sviluppo craniofacciale potranno essere considerati prioritari per l’editing di precisione del genoma del piccione delle Nicobare. Beth Shapiro, direttrice scientifica, ha affermato che l’anatomia caratteristica del dodo è emersa da reti di istruzioni regolatorie difficili da interpretare basandosi soltanto sul DNA antico. Ha aggiunto che, combinando l’ampia diversità degli uccelli viventi con l’IA, GenoMorph consente di dare priorità ai cambiamenti regolatori che con maggiore probabilità hanno plasmato il dodo e di avviarli alla validazione funzionale.

«Non si può addestrare un’IA a rispondere a una domanda precisa sullo sviluppo usando soltanto dati generici», ha dichiarato Anna Keyte, responsabile delle specie aviarie di Colossal. Ha spiegato che il team doveva rilevare come l’attività regolatoria cambia da una specie all’altra, nelle diverse fasi dello sviluppo e nelle varie regioni del volto, e che la creazione del set di dati ha richiesto più di un anno di lavoro sperimentale mirato.

I risultati preliminari sono stati presentati alla Craniofacial Gordon Research Conference e all’incontro annuale 2026 della Society for Molecular Biology and Evolution. Un poster presentato a una conferenza, realizzato da ricercatori di Colossal e collaboratori accademici, illustra il metodo alla base dello studio: una rete neurale convoluzionale addestrata su dati di accessibilità della cromatina ottenuti da dissezioni craniofacciali di embrioni di piccione, pollo, quaglia e anatra in sei fasi dello sviluppo, quindi utilizzata per prevedere l’accessibilità in un allineamento di uccelli appartenenti a 363 specie. Il poster riporta una precisione media delle previsioni, misurata come area sotto la curva ROC, pari a 0.863 all’interno delle specie e a 0.848 tra specie diverse. Una regressione filogenetica tra l’accessibilità prevista e le misurazioni della lunghezza del becco ricavate da VertNet per le 363 specie ha rilevato che 210 delle 293,686 regioni di cromatina aperta esaminate erano significativamente associate alla lunghezza del becco, con un tasso di false scoperte inferiore a 0.2; il gene CACHD1 è stato indicato come uno dei principali candidati. Il poster riferisce inoltre che, durante tutto lo sviluppo del processo frontonasale, l’espressione di CACHD1 era più elevata nelle specie dal becco lungo e che un’analisi trascrittomica separata ha individuato 356 geni con dinamiche di espressione divergenti tra le specie dal becco lungo e quelle dal becco corto.

Un genoma del dodo più completo

Colossal ha riferito progressi anche sul genoma del dodo. Il DNA antico si conserva in frammenti brevi e danneggiati; i metodi convenzionali di assemblaggio allineano questi frammenti a un genoma di riferimento di una specie vivente, in questo caso il piccione delle Nicobare, e possono scartare quelli troppo divergenti per essere allineati. Ciò può lasciare lacune nell’assemblaggio e far sì che il genoma ricostruito rispecchi eccessivamente quello della specie vivente.

Il metodo iterativo di assemblaggio pubblicato dall’azienda, sviluppato nell’ambito del programma sul lupo terribile, utilizza le nuove sequenze di DNA del dodo allineate per aggiornare progressivamente il genoma di riferimento, consentendo ai frammenti precedentemente non allineati di colmare le lacune a ogni ciclo successivo, finché il numero di nuove sequenze recuperate non raggiunge un plateau. Colossal ha riferito che il genoma del dodo è ora coperto per il 95% delle basi con una profondità di almeno 5×, e che la profondità media è di 65×. Shapiro ha dichiarato che il team è alle fasi finali dell’analisi del genoma del dodo e che seguiranno ulteriori novità dopo che l’articolo sul genoma avrà superato la revisione paritaria.

Crescita della colonia, cellule staminali e modifica degli embrioni

Dopo la riproduzione riuscita delle coppie già presenti, Colossal ha ampliato a 36 esemplari la propria colonia di piccioni delle Nicobare in Texas. Le uova raccolte durante la stagione riproduttiva più recente sono state utilizzate per ottenere cellule germinali primordiali di piccione delle Nicobare, le cellule che in seguito si sviluppano in spermatozoi e ovociti. Colossal ha dichiarato che ottenere queste cellule è fondamentale per creare modifiche ereditarie del genoma e produrre future generazioni di uccelli portatori di caratteristiche selezionate del dodo. L’azienda sta inoltre sviluppando un genoma del piccione delle Nicobare completo da telomero a telomero per migliorare l’attuale assemblaggio a livello cromosomico e prevede di riallineare al riferimento migliorato i nuovi dati di sequenziamento disponibili del solitario di Rodrigues, un parente estinto del dodo, per aumentarne la copertura e la completezza.

Gli scienziati dell’azienda hanno inoltre fatto schiudere i primi polli chimerici ottenuti con una nuova piattaforma basata su cellule staminali embrionali aviarie; secondo Colossal, ciò conferma che le cellule coltivate mantengono la capacità di integrarsi in un embrione ospite durante lo sviluppo e di contribuire alla formazione dei suoi tessuti. Il sistema di coltura viene esteso ai piccioni, così da poter testare cellule staminali modificate in piccioni chimerici e valutarne gli effetti previsti sul fenotipo prima di apportare modifiche alle cellule germinali primordiali, creando così una piattaforma per lo screening fenotipico.

Infine, Colossal ha riferito di aver sviluppato una piattaforma di veicolazione basata su nanoparticelle lipidiche, che introduce DNA, RNA e strumenti di modifica genetica CRISPR negli embrioni di uccelli in fase di sviluppo, migliorandone al contempo la vitalità rispetto ai metodi di veicolazione tradizionali. Negli esperimenti dell’azienda, la modifica del regolatore dello sviluppo osseo Runx2 ha prodotto un fenotipo craniofacciale evidente e il sistema è stato utilizzato in embrioni di colombo di città e di anatra. Colossal ha dichiarato che i suoi scienziati stanno usando la piattaforma per convalidare quasi in tempo reale gli elementi regolatori individuati da GenoMorph, che i candidati più promettenti vengono ingegnerizzati nelle cellule germinali primordiali del piccione delle Nicobare per ulteriori studi di modifica di precisione e che un manoscritto che descrive la piattaforma è stato sottoposto al server di preprint bioRxiv.