Colossal dezvăluie GenoMorph AI, pentru identificarea țintelor editării genetice la dodo

Pe 14 octombrie 2026, Colossal Biosciences a dezvăluit GenoMorph, o platformă de inteligență artificială dezvoltată pentru identificarea țintelor editării genetice la speciile pentru care există puține date genomice. Compania a anunțat că sistemul a identificat aproximativ 2.300 de elemente candidate de reglare a ADN-ului asociate cu dimensiunea și forma ciocului păsărilor, în cadrul programului său de de-extincție a dodo-ului.

Compania, cu sediul în Dallas, a anunțat platforma împreună cu o serie de progrese în programul său aviar: o asamblare semnificativ îmbunătățită a genomului dodo-ului, realizată cu ajutorul tehnologiei din proiectul său privind lupul preistoric, o colonie extinsă de porumbei Nicobar, noi celule germinale primordiale obținute de la porumbei Nicobar, primele himere de pui cu celule stem embrionare care au eclozat și un sistem cu nanoparticule lipidice pentru livrarea instrumentelor de editare genetică în embrionii păsărilor. Colossal a declarat că, împreună, aceste capacități oferă baza genomică, celulară și reproductivă necesară pentru a transforma trăsăturile prezise ale dodo-ului în modificări validate experimental. Anunțul se bazează pe progresele raportate de companie în 2025 în domeniul celulelor germinale primordiale de porumbel, al surogatelor de pui cu gene editate și al genomurilor aviare comparative. Colossal, fondată de antreprenorul Ben Lamm și geneticianul George Church, se descrie drept prima companie care aplică tehnologia CRISPR la de-extincția speciilor.

Platforma GenoMorph

GenoMorph combină genomica comparativă, biologia dezvoltării și morfologia 3D de înaltă rezoluție pentru a prezice care elemente de reglare pot fi active în timpul dezvoltării și pentru a le identifica pe cele asociate cel mai puternic cu diferențele de formă fizică. Spre deosebire de genele care codifică proteine, ce conțin instrucțiunile pentru construirea unui animal, ADN-ul de reglare controlează când, unde și cu ce intensitate sunt activate aceste instrucțiuni, influențând trăsături precum dimensiunea și structura craniului și ciocului unei păsări.

Pentru a construi platforma, echipa aviară a Colossal a creat ceea ce numește un atlas aviar al elementelor de reglare, pe baza a sute de probe recoltate de la găini, prepelițe, rațe și porumbei. Atlasul acoperă șase etape ale dezvoltării embrionare și trei regiuni ale feței aflate în dezvoltare. Echipa a combinat aceste date cu genomuri și măsurători ale craniilor obținute prin tomografie computerizată de la peste 70 de specii de păsări, inclusiv porumbelul Nicobar, cea mai apropiată rudă actuală a dodo-ului; craniile au fost cartografiate folosind 541 de repere anatomice.

Aplicată programului privind dodo-ul, analiza a identificat 653 de elemente candidate de reglare asociate cu dimensiunea ciocului și 1.698 asociate cu grosimea și lățimea acestuia. Colossal a precizat că rezultatele nu demonstrează că elementele respective cauzează aceste trăsături, ci oferă ținte prioritizate pentru testare experimentală. Elementele despre care se confirmă că influențează dezvoltarea craniofacială pot fi apoi luate în considerare pentru editarea de precizie a genomului porumbelului Nicobar.

„De-extincția este la fel de mult o problemă de date pe cât este o problemă de biologie”, a declarat Ben Lamm, CEO-ul și cofondatorul Colossal. El a spus că, deoarece s-au păstrat atât de puține genomuri de dodo, compania nu se poate baza pe comparațiile la nivelul populației disponibile pentru multe specii actuale și că, în schimb, GenoMorph învață cum modelează ADN-ul de reglare păsările actuale înainte de a identifica comutatoarele genetice care ar fi putut contribui la anatomia distinctivă a dodo-ului. Lamm a descris platforma drept o metodă repetabilă pentru speciile dispărute ale căror date genomice sunt la fel de limitate.

De la predicție la validarea experimentală

Elementele candidate sunt incluse în studii de validare funcțională, iar cele despre care se confirmă că influențează dezvoltarea craniofacială pot fi prioritizate pentru editarea de precizie a genomului porumbelului Nicobar, a declarat compania. Beth Shapiro, director științific, a spus că anatomia caracteristică a dodo-ului a rezultat din rețele de instrucțiuni de reglare greu de interpretat doar pe baza ADN-ului antic și că utilizarea diversității vaste a păsărilor actuale, combinată cu inteligența artificială, îi permite lui GenoMorph să prioritizeze modificările de reglare care cel mai probabil au modelat dodo-ul și să le treacă în etapa de validare funcțională.

„Nu poți antrena inteligența artificială să răspundă la o întrebare precisă despre dezvoltare folosind doar date generice”, a declarat Anna Keyte, directoarea speciilor aviare la Colossal. Ea a spus că echipa a trebuit să surprindă modul în care activitatea de reglare se schimbă de la o specie la alta, între etapele de dezvoltare și în diferite regiuni ale feței și că realizarea setului de date a necesitat mai mult de un an de muncă experimentală concentrată.

Rezultatele preliminare au fost prezentate la Craniofacial Gordon Research Conference și la reuniunea anuală din 2026 a Society for Molecular Biology and Evolution. Un poster de conferință, realizat de cercetători de la Colossal și colaboratori din mediul academic, descrie metoda de bază: o rețea neuronală convoluțională antrenată pe date privind accesibilitatea cromatinei, obținute din disecții craniofaciale ale embrionilor de porumbel, găină, prepeliță și rață, în șase stadii de dezvoltare, apoi utilizată pentru a prezice accesibilitatea în cadrul unui aliniament de 363 de specii de păsări. Posterul raportează o acuratețe medie a predicțiilor, măsurată prin aria de sub curba ROC, de 0,863 în cadrul aceleiași specii și de 0,848 între specii. O regresie filogenetică între accesibilitatea prezisă și măsurătorile lungimii ciocului, obținute din VertNet pentru cele 363 de specii, a identificat 210 dintre cele 293.686 de regiuni de cromatină deschisă testate ca fiind semnificativ asociate cu lungimea ciocului, la o rată a descoperirilor false sub 0,2, gena CACHD1 fiind evidențiată drept candidat de prim rang. Posterul mai arată că expresia CACHD1 a fost mai ridicată la speciile cu ciocul lung pe tot parcursul dezvoltării procesului frontonazal și că o analiză transcriptomică separată a identificat 356 de gene cu dinamici de expresie divergente între speciile cu ciocul lung și cele cu ciocul scurt.

Un genom mai complet al dodo-ului

Colossal a raportat progrese și în ceea ce privește genomul dodo-ului. ADN-ul antic se păstrează sub formă de fragmente scurte și deteriorate, iar metodele convenționale de asamblare aliniază aceste fragmente la un genom de referință al unei specii actuale — în acest caz, porumbelul Nicobar — ceea ce poate duce la eliminarea fragmentelor prea divergente pentru a fi aliniate. Astfel, pot rămâne goluri în asamblare, iar genomul reconstruit poate fi influențat în favoarea speciei actuale.

Metoda iterativă de asamblare publicată de companie, dezvoltată în cadrul programului său dedicat lupului preistoric, folosește ADN-ul de dodo nou aliniat pentru a actualiza treptat genomul de referință, permițând fragmentelor care nu putuseră fi aliniate anterior să umple golurile la fiecare etapă succesivă, până când numărul secvențelor nou recuperate ajunge la un platou. Colossal a raportat că, în prezent, 95% din bazele genomului dodo-ului au o acoperire de cel puțin 5 ori, iar acoperirea medie este de 65 de ori. Shapiro a spus că echipa se află în etapele finale ale analizei genomului dodo-ului și că vor urma noutăți după ce articolul despre genom va trece de evaluarea inter pares.

Dezvoltarea coloniei, celule stem și editarea embrionilor

Colossal și-a extins colonia de porumbei Nicobar din Texas la 36 de păsări, în urma reproducerii cu succes a perechilor deja formate. Ouăle colectate în cel mai recent sezon de reproducere au fost folosite pentru a obține celule germinale primordiale de porumbel Nicobar, celule care se dezvoltă în cele din urmă în spermatozoizi și ovule. Colossal a declarat că obținerea acestor celule este esențială pentru crearea unor modificări ereditare ale genomului și pentru producerea unor generații viitoare de păsări care să poarte trăsături selectate ale dodo-ului. Compania dezvoltă, de asemenea, un genom al porumbelului Nicobar asamblat de la un telomer la altul, pentru a îmbunătăți asamblarea existentă la nivel cromozomial, și intenționează să realinieze datele de secvență nou disponibile ale solitarului de Rodrigues, o rudă dispărută a dodo-ului, la referința îmbunătățită, pentru a spori acoperirea și gradul de completitudine.

Oamenii de știință ai companiei au obținut, de asemenea, primii pui de găină himerici printr-o nouă platformă bazată pe celule stem embrionare aviare. Potrivit Colossal, acest lucru confirmă faptul că celulele cultivate își păstrează potențialul de dezvoltare necesar pentru a se integra într-un embrion gazdă și a contribui la formarea țesuturilor acestuia. Sistemul de cultură este extins la porumbei, astfel încât celulele stem editate să poată fi testate la porumbei himerici, pentru a le evalua efectele preconizate asupra fenotipului înainte de efectuarea oricăror modificări asupra celulelor germinale primordiale, creând astfel o platformă de evaluare a fenotipului.

În cele din urmă, Colossal a anunțat dezvoltarea unei platforme de livrare bazate pe nanoparticule lipidice, care introduce ADN, ARN și instrumente de editare genetică CRISPR în embrionii de păsări în curs de dezvoltare, îmbunătățind totodată viabilitatea embrionilor față de metodele tradiționale de livrare. În experimentele companiei, editarea regulatorului dezvoltării osoase Runx2 a produs un fenotip craniofacial clar, iar sistemul a fost utilizat la embrioni de porumbel de stâncă și de rață. Colossal a declarat că oamenii săi de știință folosesc platforma pentru a valida aproape în timp real elementele reglatoare identificate de GenoMorph, că cei mai promițători candidați sunt introduși prin inginerie genetică în celulele germinale primordiale ale porumbelului Nicobar, în vederea unor studii suplimentare de editare de precizie, și că un manuscris care descrie platforma a fost trimis serverului de preprinturi bioRxiv.