Colossal представляє GenoMorph AI для визначення мішеней генетичного редагування додо

14 жовтня 2026 року Colossal Biosciences представила GenoMorph — платформу штучного інтелекту, розроблену для визначення мішеней генетичного редагування видів, про які є обмежені геномні дані. Компанія повідомила, що система виявила приблизно 2 300 кандидатних регуляторних елементів ДНК, пов’язаних із розміром і формою дзьоба птахів, у межах своєї програми відновлення вимерлого додо.

Компанія з Далласа оголосила про платформу разом із низкою досягнень у межах своїх розробок, пов’язаних із птахами: суттєво вдосконаленою збіркою геному додо, створеною за допомогою технології з проєкту з вовком жахливим; розширеною колонією нікобарських голубів; новоотриманими первинними статевими клітинами нікобарського голуба; першими курячими химерами з ембріональними стовбуровими клітинами, що вилупилися; а також системою ліпідних наночастинок для доставлення інструментів генетичного редагування в ембріони птахів. За словами Colossal, ці можливості разом створюють геномну, клітинну та репродуктивну основу, необхідну для перетворення прогнозованих ознак додо на експериментально підтверджені генетичні зміни. Це оголошення спирається на досягнення, про які компанія повідомляла у 2025 році: первинні статеві клітини голуба, генетично відредагованих курей-сурогатів і порівняльні геноми птахів. Colossal, заснована підприємцем Беном Ламмом і генетиком Джорджем Черчем, називає себе першою компанією, яка застосувала технологію CRISPR для відновлення вимерлих видів.

Платформа GenoMorph

GenoMorph поєднує порівняльну геноміку, біологію розвитку та високоточну тривимірну морфологію, щоб прогнозувати, які регуляторні елементи можуть бути активними під час розвитку, і визначати ті з них, що найтісніше пов’язані з відмінностями у фізичній будові. На відміну від генів, що кодують білки й містять інструкції для побудови тварини, регуляторна ДНК контролює, коли, де і наскільки активно ці інструкції запускаються, формуючи такі ознаки, як розмір і будова черепа та дзьоба птаха.

Для створення платформи команда Colossal, що працює з птахами, уклала, за її словами, атлас регуляторних елементів птахів на основі сотень зразків курей, перепелів, качок і голубів. Він охоплює шість етапів ембріонального розвитку та три ділянки обличчя, що формується. Команда поєднала ці дані з геномами й вимірами черепів, отриманими за допомогою комп’ютерної томографії, понад 70 видів птахів, зокрема нікобарського голуба — найближчого сучасного родича додо. Картування виконали за 541 анатомічним орієнтиром.

У межах програми відновлення додо аналіз виявив 653 кандидатні регуляторні елементи, пов’язані з розміром дзьоба, і 1 698 — пов’язаних із його товщиною та шириною. Colossal наголосила, що ці результати не доводять, ніби саме ці елементи зумовлюють відповідні ознаки, а лише дають змогу визначити пріоритетні мішені для експериментальної перевірки. Елементи, вплив яких на розвиток черепа й обличчя буде підтверджено, згодом можуть розглянути для точного редагування геному нікобарського голуба.

«Відновлення вимерлих видів — це така сама проблема даних, як і проблема біології», — сказав Бен Ламм, генеральний директор і співзасновник Colossal. Він зазначив, що через дуже малу кількість збережених геномів додо компанія не може покладатися на порівняння на рівні популяцій, доступні для багатьох сучасних видів. Натомість GenoMorph вивчає, як регуляторна ДНК формує ознаки сучасних птахів, а потім визначає генетичні перемикачі, які могли сприяти формуванню характерної анатомії додо. Ламм описав платформу як відтворюваний підхід для вимерлих видів, геномні дані про які так само обмежені.

Від прогнозу до експериментальної перевірки

Кандидатні елементи проходять дослідження функціональної валідації, а ті з них, вплив яких на розвиток черепа й обличчя буде підтверджено, можуть отримати пріоритет для точного редагування геному нікобарського голуба, повідомила компанія. Головна наукова директорка Бет Шапіро сказала, що характерна анатомія додо сформувалася завдяки мережам регуляторних інструкцій, які складно розтлумачити лише за давньою ДНК. За її словами, поєднання штучного інтелекту з широким розмаїттям сучасних птахів дає GenoMorph змогу визначати регуляторні зміни, які найімовірніше вплинули на формування додо, і переходити до їхньої функціональної перевірки.

«Неможливо навчити ШІ відповідати на точне запитання про розвиток організму, використовуючи лише загальні дані», — сказала Анна Кейт, директорка Colossal з роботи з видами птахів. За її словами, команді потрібно було зафіксувати, як регуляторна активність змінюється залежно від виду, етапу розвитку та ділянки обличчя, а для створення набору даних знадобилося понад рік цілеспрямованої експериментальної роботи.

Попередні результати представили на конференції Craniofacial Gordon Research Conference та щорічній зустрічі Society for Molecular Biology and Evolution 2026 року. На конференційному постері, авторами якого є дослідники Colossal і їхні академічні колеги, докладно описано метод: згорткову нейронну мережу навчали на даних про доступність хроматину, отриманих під час препарування черепно-лицевих структур ембріонів голубів, курей, перепелів і качок на шести стадіях розвитку, а потім використовували для прогнозування доступності хроматину у вирівнюванні геномів птахів 363 видів. Згідно з постером, середня точність прогнозування, виміряна як площа під ROC-кривою, становила 0,863 у межах одного виду та 0,848 між видами. Філогенетична регресія, у якій зіставили прогнозовану доступність хроматину з вимірами довжини дзьоба, отриманими з VertNet для 363 видів, виявила, що 210 із 293 686 досліджених ділянок відкритого хроматину були статистично значуще пов’язані з довжиною дзьоба за частоти хибних відкриттів нижче 0,2; ген CACHD1 визначили як одного з провідних кандидатів. У постері також зазначено, що впродовж розвитку лобно-носового відростка експресія CACHD1 була підвищеною у видів із довгим дзьобом, а окремий транскриптомний аналіз виявив 356 генів із відмінною між видами динамікою експресії у видів із довгим і коротким дзьобом.

Повніший геном додо

Colossal також повідомила про поступ у роботі над самим геномом додо. Давня ДНК зберігається у вигляді коротких пошкоджених фрагментів, а традиційні методи складання геному зіставляють ці фрагменти з геномом сучасного виду — у цьому випадку нікобарського голуба, — через що фрагменти, надто відмінні для вирівнювання, можуть бути відкинуті. Це може призвести до прогалин у зібраному геномі та змістити його реконструкцію в бік сучасного виду.

Опублікований компанією ітеративний метод складання геному, розроблений у межах її програми з жахливого вовка, використовує щойно зіставлену ДНК додо для поступового оновлення референсного геному. Завдяки цьому раніше не зіставлені фрагменти заповнюють прогалини з кожним наступним циклом, доки кількість нових відновлених послідовностей не перестає зростати. Colossal повідомила, що тепер щонайменше 95% основ геному додо мають покриття не менш як 5-кратне, а середнє покриття становить 65-кратне. Шапіро сказала, що команда перебуває на завершальному етапі аналізу геному додо, і додала, що новини з’являться після проходження статтею про геном рецензування.

Зростання колонії, стовбурові клітини та редагування ембріонів

Після успішного розмноження сформованих пар Colossal збільшила колонію нікобарських голубів у Техасі до 36 птахів. З яєць, зібраних під час останнього сезону розмноження, отримали первинні статеві клітини нікобарського голуба — клітини, з яких згодом розвиваються сперматозоїди та яйцеклітини. Colossal заявила, що отримання цих клітин є необхідною умовою для створення спадкових геномних змін і виведення майбутніх поколінь птахів із вибраними ознаками додо. Компанія також розробляє повну збірку геному нікобарського голуба від теломери до теломери, щоб удосконалити наявну збірку на рівні хромосом, і планує зіставити нові доступні дані секвенування родригеського дронта, вимерлого родича додо, з удосконаленим референсним геномом, щоб збільшити охоплення та повноту збірки.

Науковці компанії також вивели перших химерних курчат, використавши нову платформу на основі ембріональних стовбурових клітин птахів. За словами Colossal, це підтверджує, що культивовані клітини зберігають потенціал розвитку, який дає їм змогу інтегруватися в організм хазяїна-ембріона та брати участь у формуванні його тканин. Систему культивування адаптують для голубів, щоб перевірити, як відредаговані стовбурові клітини впливають на прогнозований фенотип химерних голубів, перш ніж вносити будь-які зміни до первинних статевих клітин. Так буде створено платформу для фенотипового скринінгу.

Нарешті, Colossal повідомила про розробку платформи доставки на основі ліпідних наночастинок, яка вводить ДНК, РНК та інструменти редагування генів CRISPR в ембріони птахів, що розвиваються, і водночас підвищує життєздатність ембріонів порівняно з традиційними методами доставки. В експериментах компанії редагування регулятора розвитку кісток Runx2 спричинило виразний черепно-лицевий фенотип; систему застосовували на ембріонах скельного голуба та качки. Colossal заявила, що її науковці використовують платформу для перевірки регуляторних елементів, визначених GenoMorph, майже в реальному часі, що найперспективніші кандидати вбудовують у первинні статеві клітини нікобарського голуба для подальших досліджень точного редагування, а рукопис із описом платформи подано до сервера препринтів bioRxiv.