Colossal prezentuje GenoMorph AI do identyfikacji celów edycji genów dodo

14 października 2026 r. Colossal Biosciences zaprezentowało GenoMorph — platformę sztucznej inteligencji opracowaną w celu identyfikowania celów edycji genów u gatunków, dla których dostępne są ograniczone dane genomiczne. Firma poinformowała, że system wskazał około 2300 potencjalnych elementów regulatorowych DNA związanych z wielkością i kształtem ptasich dziobów w ramach programu przywrócenia dodo do życia.

Firma z Dallas ogłosiła uruchomienie platformy, przedstawiając jednocześnie szereg postępów w ramach swoich prac nad ptakami: znacznie ulepszoną wersję składania genomu dodo, opracowaną z wykorzystaniem technologii z projektu wilka strasznego; rozbudowaną kolonię gołębi nikobarskich; uzyskane niedawno pierwotne komórki płciowe gołębia nikobarskiego; pierwsze wyklute chimery kurcząt z zarodkowymi komórkami macierzystymi; oraz system nanocząstek lipidowych służący do dostarczania narzędzi do edycji genów do zarodków ptaków. Colossal stwierdziło, że łącznie te możliwości zapewniają podstawy genomiczne, komórkowe i reprodukcyjne niezbędne do przekształcenia przewidywanych cech dodo w zmiany potwierdzone eksperymentalnie. Ogłoszenie stanowi rozwinięcie postępów, o których firma informowała w 2025 r. w dziedzinie pierwotnych komórek płciowych gołębi, kurzych organizmów zastępczych z edytowanymi genami oraz porównawczych genomów ptaków. Colossal, założone przez przedsiębiorcę Bena Lamma i genetyka George’a Churcha, określa się jako pierwszą firmę, która zastosowała technologię CRISPR do przywracania wymarłych gatunków.

Platforma GenoMorph

GenoMorph łączy genomikę porównawczą, biologię rozwoju i wysokorozdzielczą morfologię 3D, aby przewidywać, które elementy regulatorowe mogą być aktywne podczas rozwoju, oraz identyfikować te, które są najsilniej związane z różnicami w budowie fizycznej. W przeciwieństwie do genów kodujących białka, które zawierają instrukcje budowy zwierzęcia, DNA regulatorowe kontroluje, kiedy, gdzie i z jaką siłą instrukcje te są aktywowane, kształtując takie cechy jak rozmiar i budowa czaszki oraz dzioba ptaka.

Aby stworzyć platformę, zespół Colossal zajmujący się ptakami opracował to, co nazywa atlasem regulatorowym ptaków. Wykorzystał w tym celu setki próbek pobranych od kur, przepiórek, kaczek i gołębi, obejmujących sześć etapów rozwoju zarodkowego i trzy obszary rozwijającej się twarzy. Zespół połączył te dane z genomami i pomiarami czaszek uzyskanymi z tomografii komputerowej dla ponad 70 gatunków ptaków, w tym gołębia nikobarskiego, najbliższego żyjącego krewnego dodo. Pomiary zmapowano przy użyciu 541 anatomicznych punktów orientacyjnych.

Analiza zastosowana w programie dotyczącym dodo wskazała 653 potencjalne elementy regulatorowe związane z wielkością dzioba oraz 1698 elementów związanych z jego grubością i szerokością. Colossal zaznaczyło, że wyniki nie dowodzą, iż elementy te powodują te cechy, lecz pozwalają ustalić priorytetowe cele do testów eksperymentalnych. Elementy, których wpływ na rozwój twarzoczaszki zostanie potwierdzony, mogą następnie zostać rozważone jako cele precyzyjnej edycji genomu gołębia nikobarskiego.

„Przywracanie wymarłych gatunków do życia jest w równym stopniu problemem związanym z danymi, co problemem biologicznym” — powiedział Ben Lamm, dyrektor generalny i współzałożyciel Colossal. Dodał, że ponieważ zachowało się tak niewiele genomów dodo, firma nie może opierać się na porównaniach na poziomie populacji, dostępnych w przypadku wielu żyjących gatunków. Zamiast tego GenoMorph uczy się, w jaki sposób DNA regulatorowe kształtuje żyjące ptaki, a następnie identyfikuje przełączniki genetyczne, które mogły przyczynić się do powstania charakterystycznej anatomii dodo. Lamm opisał platformę jako powtarzalne podejście do badania wymarłych gatunków, których zasoby danych genomicznych są równie ograniczone.

Od przewidywań do walidacji eksperymentalnej

Jak poinformowała firma, potencjalne elementy są już badane pod kątem walidacji funkcjonalnej, a te, których wpływ na rozwój twarzoczaszki zostanie potwierdzony, mogą otrzymać priorytet jako cele precyzyjnej edycji genomu gołębia nikobarskiego. Dyrektor ds. naukowych Beth Shapiro powiedziała, że charakterystyczna anatomia dodo wykształciła się w wyniku działania sieci instrukcji regulatorowych, które trudno zinterpretować wyłącznie na podstawie starożytnego DNA. Dodała, że wykorzystanie różnorodności współczesnych ptaków w połączeniu ze sztuczną inteligencją pozwala GenoMorph wyznaczać priorytety wśród zmian regulatorowych, które najprawdopodobniej wpłynęły na kształtowanie się dodo, i poddawać je walidacji funkcjonalnej.

„Nie da się wytrenować AI, by odpowiadała na precyzyjne pytanie dotyczące rozwoju, korzystając wyłącznie z ogólnych danych” — powiedziała Anna Keyte, dyrektorka Colossal ds. gatunków ptaków. Jak wyjaśniła, zespół musiał uchwycić zmiany aktywności regulatorowej zachodzące między gatunkami, etapami rozwoju i obszarami twarzy, a stworzenie zbioru danych wymagało ponad roku ukierunkowanych prac eksperymentalnych.

Wstępne wyniki przedstawiono podczas konferencji Gordon Research Conference poświęconej twarzoczaszce oraz dorocznego spotkania Society for Molecular Biology and Evolution w 2026 r. Plakat konferencyjny przygotowany przez badaczy z Colossal i współpracujących z nimi naukowców z uczelni opisuje zastosowaną metodę: konwolucyjną sieć neuronową wytrenowaną na danych dotyczących dostępności chromatyny, uzyskanych z preparatów twarzoczaszki zarodków gołębi, kur, przepiórek i kaczek w sześciu stadiach rozwoju, a następnie wykorzystaną do przewidywania dostępności chromatyny w dopasowaniu obejmującym 363 gatunki ptaków. Według plakatu średnia trafność predykcji, mierzona polem pod krzywą ROC, wyniosła 0,863 w obrębie gatunku i 0,848 między gatunkami. Analiza regresji filogenetycznej, w której zestawiono przewidywaną dostępność chromatyny z pomiarami długości dziobów z bazy VertNet dla 363 gatunków, wykazała, że 210 spośród 293 686 badanych regionów otwartej chromatyny było istotnie powiązanych z długością dzioba przy odsetku wyników fałszywie odkrytych poniżej 0,2; jako głównego kandydata wskazano gen CACHD1. Plakat informuje również, że ekspresja CACHD1 była podwyższona u gatunków o długich dziobach przez cały okres rozwoju wyrostka czołowo-nosowego, a odrębna analiza transkryptomiczna wykazała 356 genów o dynamice ekspresji różniącej się między gatunkami o długich i krótkich dziobach.

Pełniejszy genom dodo

Colossal poinformowało również o postępach w pracach nad genomem dodo. Starożytne DNA zachowuje się w postaci krótkich, uszkodzonych fragmentów, a konwencjonalne metody składania genomu dopasowują te fragmenty do genomu współczesnego gatunku referencyjnego — w tym przypadku gołębia nikobarskiego — przez co fragmenty zbyt odmienne, by je dopasować, mogą zostać odrzucone. Może to prowadzić do luk w złożonym genomie i zniekształcać jego rekonstrukcję, upodabniając ją do genomu współczesnego gatunku.

Opublikowana przez firmę iteracyjna metoda składania genomu, opracowana w ramach programu dotyczącego wilka strasznego, wykorzystuje nowo dopasowane DNA dodo do stopniowej aktualizacji genomu referencyjnego. Dzięki temu w każdej kolejnej rundzie wcześniej niedopasowane fragmenty mogą wypełniać luki, aż liczba nowo odzyskanych sekwencji przestanie rosnąć. Colossal poinformowało, że obecnie co najmniej 5-krotne pokrycie obejmuje 95% zasad genomu dodo, a średnie pokrycie wynosi 65-krotność. Shapiro powiedziała, że zespół jest na końcowym etapie analizy genomu dodo, a dalsze informacje zostaną opublikowane po recenzji pracy opisującej genom.

Rozwój kolonii, komórki macierzyste i edycja zarodków

Colossal powiększyło swoją kolonię gołębi nikobarskich w Teksasie do 36 ptaków po udanym rozmnażaniu się utworzonych wcześniej par. Jaja zebrane podczas ostatniego sezonu lęgowego posłużyły do uzyskania pierwotnych komórek płciowych gołębia nikobarskiego, które z czasem rozwijają się w plemniki i komórki jajowe. Colossal podkreśliło, że uzyskanie tych komórek jest niezbędne do wprowadzania dziedzicznych zmian w genomie i hodowania kolejnych pokoleń ptaków noszących wybrane cechy dodo. Firma opracowuje również genom gołębia nikobarskiego złożony od telomeru do telomeru, aby udoskonalić istniejący montaż na poziomie chromosomów, i planuje ponownie dopasować nowo dostępne dane sekwencyjne samotnika z Rodrigues, wymarłego krewnego dodo, do ulepszonego genomu referencyjnego, by zwiększyć jego pokrycie i kompletność.

Naukowcy firmy wykluli również pierwsze chimeryczne kurczęta uzyskane dzięki nowej platformie opartej na ptasich embrionalnych komórkach macierzystych. Jak poinformowało Colossal, potwierdza to, że hodowane komórki zachowują zdolność rozwojową pozwalającą im integrować się z zarodkiem-gospodarzem i uczestniczyć w tworzeniu jego tkanek. System hodowli jest dostosowywany do gołębi, aby zmodyfikowane komórki macierzyste można było testować w chimerycznych gołębiach i sprawdzać ich przewidywany wpływ na fenotyp, zanim jakiekolwiek zmiany zostaną wprowadzone do pierwotnych komórek płciowych. W ten sposób powstaje platforma do badań przesiewowych fenotypu.

Colossal poinformowało wreszcie o opracowaniu platformy dostarczania opartej na nanocząsteczkach lipidowych, która wprowadza DNA, RNA i narzędzia CRISPR do edycji genów do rozwijających się zarodków ptaków, a zarazem zwiększa ich żywotność w porównaniu z tradycyjnymi metodami dostarczania. W eksperymentach firmy edycja regulatora rozwoju kości Runx2 doprowadziła do wyraźnej zmiany fenotypu twarzoczaszki, a system zastosowano w zarodkach gołębia skalnego i kaczki. Colossal poinformowało, że naukowcy wykorzystują tę platformę do walidacji elementów regulatorowych wskazanych przez GenoMorph niemal w czasie rzeczywistym, a najbardziej obiecujące z nich są wprowadzane do pierwotnych komórek płciowych gołębia nikobarskiego na potrzeby dalszych badań nad precyzyjną edycją. Firma dodała, że manuskrypt opisujący platformę został przesłany do serwera preprintów bioRxiv.