Colossal onthult GenoMorph-AI om doelwitten voor genbewerking bij de dodo te identificeren

Colossal Biosciences onthulde op 14 oktober 2026 GenoMorph, een platform voor kunstmatige intelligentie dat is ontwikkeld om doelwitten voor genbewerking te identificeren bij soorten waarvan weinig genomische gegevens beschikbaar zijn. Het bedrijf meldde dat het systeem in het kader van zijn programma voor het terugbrengen van de dodo naar schatting 2.300 kandidaat-regulerende DNA-elementen heeft geïdentificeerd die verband houden met de grootte en vorm van de snavel bij vogels.

Het in Dallas gevestigde bedrijf kondigde het platform aan samen met een reeks ontwikkelingen binnen zijn vogelprogramma: een aanzienlijk verbeterde assemblage van het dodogenoom, gemaakt met technologie uit het project rond de reuzenwolf; een uitgebreide kolonie Nicobarduiven; nieuw verkregen primordiale kiemcellen van Nicobarduiven; de eerste uitgekomen chimera’s van kippen met embryonale stamcellen; en een systeem met lipidenanodeeltjes om hulpmiddelen voor genbewerking in vogel-embryo’s af te leveren. Volgens Colossal bieden deze mogelijkheden samen de genomische, cellulaire en reproductieve basis die nodig is om voorspelde eigenschappen van de dodo om te zetten in experimenteel gevalideerde genetische aanpassingen. De aankondiging bouwt voort op ontwikkelingen die het bedrijf in 2025 meldde op het gebied van primordiale kiemcellen van duiven, genetisch gemodificeerde surrogaatkippen en vergelijkende vogelgenomen. Colossal, opgericht door ondernemer Ben Lamm en geneticus George Church, noemt zichzelf het eerste bedrijf dat CRISPR-technologie toepast om uitgestorven soorten terug te brengen.

Het GenoMorph-platform

GenoMorph combineert vergelijkende genomica, ontwikkelingsbiologie en hoogwaardige 3D-morfologie om te voorspellen welke regulerende elementen tijdens de ontwikkeling actief kunnen zijn en om de elementen te identificeren die het sterkst samenhangen met verschillen in fysieke vorm. In tegenstelling tot eiwitcoderende genen, die de instructies bevatten voor de opbouw van een dier, reguleert regulerend DNA wanneer, waar en hoe sterk die instructies worden geactiveerd. Zo beïnvloedt het eigenschappen zoals de grootte en structuur van de schedel en snavel van een vogel.

Om het platform te ontwikkelen, stelde het vogelteam van Colossal op basis van honderden monsters van kippen, kwartels, eenden en duiven een atlas van regulerende elementen bij vogels samen. De atlas omvat zes stadia van de embryonale ontwikkeling en drie gebieden van het zich ontwikkelende gezicht. Het team combineerde die gegevens met genomen en CT-afgeleide schedelmetingen van meer dan 70 vogelsoorten, waaronder de Nicobarduif, de nauwste nog levende verwant van de dodo. De metingen waren in kaart gebracht aan de hand van 541 anatomische oriëntatiepunten.

Toegepast op het dodoprogramma identificeerde de analyse 653 kandidaat-regulerende elementen die verband houden met de snavelgrootte en 1.698 elementen die verband houden met de snaveldikte en -breedte. Colossal benadrukte dat de bevindingen niet aantonen dat de elementen deze eigenschappen veroorzaken, maar wel prioritaire doelwitten opleveren voor experimenteel onderzoek. Elementen waarvan is bevestigd dat ze de craniofaciale ontwikkeling beïnvloeden, kunnen vervolgens in aanmerking komen voor nauwkeurige genoom-bewerking bij de Nicobarduif.

‘Het terugbrengen van uitgestorven soorten is net zo goed een dataprobleem als een biologisch probleem’, zei Ben Lamm, CEO en medeoprichter van Colossal. Omdat er zo weinig dodogenomen bewaard zijn gebleven, kan het bedrijf volgens hem niet vertrouwen op vergelijkingen op populatieniveau die voor veel levende soorten wel beschikbaar zijn. In plaats daarvan leert GenoMorph hoe regulerend DNA levende vogels vormt, voordat het de genetische schakelaars identificeert die mogelijk hebben bijgedragen aan de kenmerkende anatomie van de dodo. Lamm omschreef het platform als een herhaalbare aanpak voor uitgestorven soorten waarvan de genomische gegevens eveneens beperkt zijn.

Van voorspelling naar experimentele validatie

Kandidaat-elementen worden nu onderzocht in functionele validatiestudies. Elementen waarvan is bevestigd dat ze de craniofaciale ontwikkeling beïnvloeden, kunnen volgens het bedrijf prioriteit krijgen voor nauwkeurige bewerking van het genoom van de Nicobarduif. Wetenschappelijk directeur Beth Shapiro zei dat de kenmerkende anatomie van de dodo voortkwam uit netwerken van regulerende instructies die moeilijk uitsluitend op basis van oud DNA te interpreteren zijn. Door de grote verscheidenheid aan levende vogels te combineren met AI kan GenoMorph volgens haar de regulerende veranderingen aanwijzen die waarschijnlijk de grootste rol speelden in de ontwikkeling van de dodo en deze vervolgens functioneel laten valideren.

‘Je kunt AI niet trainen om een nauwkeurige ontwikkelingsbiologische vraag te beantwoorden met alleen algemene gegevens’, zei Anna Keyte, directeur vogelsoorten bij Colossal. Het team moest volgens haar in kaart brengen hoe de regulerende activiteit verandert tussen soorten, ontwikkelingsstadia en gezichtsgebieden. Het samenstellen van de dataset vergde meer dan een jaar gericht experimenteel werk.

Voorlopige bevindingen zijn gepresenteerd op de Craniofacial Gordon Research Conference en de jaarlijkse bijeenkomst van de Society for Molecular Biology and Evolution in 2026. Een conferentieposter van onderzoekers van Colossal en academische medewerkers beschrijft de onderliggende methode: een convolutioneel neuraal netwerk dat is getraind met gegevens over chromatintoegankelijkheid uit dissecties van het craniofaciale gebied van embryo’s van duiven, kippen, kwartels en eenden in zes ontwikkelingsstadia, en vervolgens is gebruikt om de toegankelijkheid te voorspellen in een uitlijning van 363 vogelsoorten. Volgens de poster bedraagt de gemiddelde voorspellingsnauwkeurigheid, gemeten als het oppervlak onder de receiver-operating-characteristiccurve, 0,863 binnen soorten en 0,848 tussen soorten. Een fylogenetische regressie tussen de voorspelde toegankelijkheid en snavellengtemetingen uit VertNet voor de 363 soorten wees uit dat 210 van de 293.686 onderzochte open chromatinegebieden significant samenhingen met de snavellengte bij een false-discovery rate van minder dan 0,2; het gen CACHD1 werd daarbij aangemerkt als een van de belangrijkste kandidaatgenen. De poster meldt ook dat de expressie van CACHD1 gedurende de hele ontwikkeling van het frontonasale uitsteeksel verhoogd was bij soorten met een lange snavel, en dat een afzonderlijke transcriptomische analyse 356 genen identificeerde met soortspecifieke verschillen in expressiedynamiek tussen soorten met een lange en een korte snavel.

Een completer dodogenoom

Colossal meldde ook vooruitgang met het dodogenoom zelf. Oud DNA blijft bewaard in korte, beschadigde fragmenten. Conventionele assemblagemethoden brengen die fragmenten in kaart aan de hand van een referentiegenoom van een levende soort — in dit geval de nicobarduif — en kunnen fragmenten weggooien die te sterk afwijken om te kunnen worden uitgelijnd. Daardoor kunnen er hiaten in de assemblage ontstaan en kan het gereconstrueerde genoom worden vertekend in de richting van de levende soort.

De gepubliceerde iteratieve assemblagemethode van het bedrijf, ontwikkeld in het kader van zijn programma voor de dire wolf, gebruikt nieuw in kaart gebracht dodo-DNA om het referentiegenoom stapsgewijs bij te werken. Zo kunnen eerder niet-uitgelijnde fragmenten bij elke volgende ronde hiaten opvullen, totdat het aantal nieuw teruggewonnen sequenties een plateau bereikt. Colossal meldde dat nu 95% van de basen in het dodogenoom ten minste 5-voudig is gedekt, met een gemiddelde dekking van 65-voudig. Shapiro zei dat het team de analyse van het dodogenoom bijna heeft afgerond en dat er meer informatie volgt nadat het genoomartikel het peerreviewproces heeft doorlopen.

Groei van de kolonie, stamcellen en bewerking van embryo’s

Colossal heeft zijn kolonie nicobarduiven in Texas uitgebreid tot 36 vogels, na succesvolle voortplanting bij gevestigde koppels. Eieren die tijdens het meest recente broedseizoen zijn verzameld, zijn gebruikt om primordiale kiemcellen van nicobarduiven te verkrijgen: cellen die zich uiteindelijk ontwikkelen tot zaadcellen en eicellen. Volgens Colossal is het verkrijgen van deze cellen essentieel om erfelijke genoomaanpassingen te kunnen maken en toekomstige generaties vogels met geselecteerde dodokenmerken voort te brengen. Het bedrijf werkt ook aan een telomeer-tot-telomeer-genoom van de nicobarduif om de bestaande assemblage op chromosoomniveau te verbeteren. Daarnaast is het van plan nieuw beschikbare sequentiegegevens van de Rodriguessolitaire, een uitgestorven verwant van de dodo, opnieuw in kaart te brengen aan de hand van de verbeterde referentie, om de dekking en volledigheid ervan te vergroten.

De wetenschappers van het bedrijf hebben ook de eerste chimere kippen uitgebroed die zijn voortgekomen uit een nieuw platform op basis van embryonale stamcellen van vogels. Volgens Colossal bevestigt dit dat gekweekte cellen hun ontwikkelingspotentieel behouden: ze kunnen in een gastembryo integreren en bijdragen aan de vorming van weefsels. Het kweeksysteem wordt uitgebreid naar duiven, zodat bewerkte stamcellen in chimere duiven kunnen worden getest op de voorspelde effecten op het fenotype, voordat er aanpassingen worden aangebracht in primordiale kiemcellen. Zo wordt een platform opgezet voor fenotypescreening.

Tot slot meldde Colossal dat het een platform voor aflevering met lipidenanodeeltjes heeft ontwikkeld. Daarmee worden DNA, RNA en CRISPR-tools voor genbewerking in zich ontwikkelende vogel­embryo’s ingebracht, terwijl de levensvatbaarheid van de embryo’s verbetert ten opzichte van traditionele afleveringsmethoden. In experimenten van het bedrijf leidde bewerking van de botontwikkelingsregulator Runx2 tot een duidelijk craniofaciaal fenotype, en is het systeem gebruikt bij embryo’s van rotsduiven en eenden. Colossal meldde dat zijn wetenschappers het platform gebruiken om door GenoMorph geïdentificeerde regulerende elementen vrijwel in realtime te valideren, dat de meest veelbelovende kandidaten worden ingebouwd in primordiale kiemcellen van nicobarduiven voor verdere precisiebewerkingsstudies, en dat een manuscript waarin het platform wordt beschreven is ingediend bij de preprintserver bioRxiv.