白眉鴿 DNA 與 2,300 個 AI 鎖定目標，渡渡鳥復育計畫進入新一輪測試

活體白眉鴿是讓渡渡鳥重現的關鍵

Colossal Biosciences 表示，其全新的人工智慧平台已找出約 2,300 個 DNA 目標，可能有助於解釋渡渡鳥獨特的喙部與臉部結構。這家位於達拉斯的生技公司提出的復育路徑，將從一種棲息於安達曼群島、尼科巴群島及東南亞其他地區的鳥類展開：白眉鴿。

該公司目前在德州的繁殖族群中飼養 36 隻白眉鴿。計畫以牠們的細胞為起點，培育帶有特定渡渡鳥特徵的鳥類，結合古代 DNA、基因工程，以及以雞作為代理宿主的繁殖技術。

Colossal 的 GenoMorph 公告介紹這項工具，其訓練資料來自鵪鶉、鴨、雞與鴿子的發育數據。工具旨在從大量基因差異中篩選出候選項目，供科學家在實驗室測試。

這項計畫有三項彼此相關的任務：找出哪些 DNA 變化會產生理想特徵、在能將變化傳給後代的細胞中完成這些改變，以及在渡渡鳥唯一原生棲地模里西斯準備合適的棲地。這幾方面都須取得進展，經基因工程改造的鳥類才能成為當地繁殖族群的一員。

該公司將目標動物描述為具備渡渡鳥關鍵特徵、能正常生存的渡渡鳥。自然史博物館則將預期成果稱為「渡渡鳥似的鴿子」。用詞差異反映一項核心科學爭論：對於外觀與行為仍未完全明瞭的物種，經基因工程改造的鳥類究竟能有多相似。

為何只有一份倖存基因組會形成難題

Colossal 已取得一份高品質渡渡鳥基因組；相較之下，該公司在 GenoMorph 公告中提到，已取得 104 份長毛象基因組。基因組是生物體所具有的一整套遺傳指令。擁有多個樣本有助研究人員辨別哪些差異在物種內普遍存在，哪些則與特定特徵相關。

模里西斯的環境不利於保存這些遺傳指令。高溫與潮濕會使 DNA 斷裂成片段；長毛象遺骸所處的低溫環境，則保存了多得多的材料。只有一份高品質渡渡鳥基因組，科學家能用來確認某項遺傳特徵是否為渡渡鳥普遍特徵的資料也較少。

Colossal 首席科學長 Beth Shapiro 與哥本哈根大學的 Tom Gilbert、John Fjeldså 合作，領導基因定序與組裝團隊。根據該公司的渡渡鳥計畫說明，團隊使用從丹麥自然史博物館收藏的一具頭骨中提取的 DNA。

Colossal 表示，基因組的定序覆蓋度約為 50X。這代表平均而言，每個 DNA 位置大約讀取 50 次，有助研究人員檢查序列。該公司也表示，基因組約有 95% 已完成填補，分析工作接近完成。覆蓋度衡量的是重複讀取次數；完整度則關乎有多少序列已被還原。

GenoMorph 如何尋找渡渡鳥的喙部特徵

GenoMorph 結合現生鳥類資訊與古代渡渡鳥序列。Colossal 表示，訓練資料包括六個胚胎發育階段及三個與臉部發育相關區域的調控 DNA 樣本，並納入 70 多種鳥類的遺傳資訊與頭骨測量數據。

調控 DNA 就像一組開關與調光器，有助控制基因何時啟動、在哪裡作用，以及作用強度。這些調控機制的變化可能影響發育中的喙或頭骨形狀。

該公司列出的詳細數據顯示，有 653 個候選調控元件與喙部大小相關，另有 1,698 個與厚度及寬度相關。兩類合計 2,351 個候選項目，與公告中約 2,300 個目標的概略數字一致。

Shapiro 說明公司如何從電腦預測邁向實驗：

因此，GenoMorph 研究 70 多種現生鳥類的頭骨與喙部如何發育，並學習哪些基因開關會控制它們的形狀。它為我們篩出約 2,300 個與喙部大小和形狀相關的候選項目。這些目標目前正在實驗室進行驗證。

實驗室驗證意指改變或測試候選 DNA 區域，並觀察結果。研究人員必須先釐清哪些候選項目會影響發育、影響程度有多大，以及彼此如何互動，才能決定要在白眉鴿細胞中進行哪些改變。

白眉鴿有何用途？

白眉鴿是渡渡鳥現存的最近親。牠有閃耀著綠色與銅色光澤的羽毛，也能飛行，外觀與已滅絕的渡渡鳥截然不同；但兩者的遺傳關係，使白眉鴿成為 Colossal 基因工程計畫的基礎。

已滅絕的羅德里格斯孤鴿則提供另一項重要比較。Colossal 指出，羅德里格斯孤鴿是渡渡鳥基因關係最近的物種，並利用其基因組了解這兩種已滅絕鳥類有哪些共同特徵。兩者的用途很明確：孤鴿提供古代遺傳資訊，現生白眉鴿則可提供實驗與繁殖所需的細胞。

Colossal 表示，成功繁殖使其德州族群擴增至 36 隻。這個族群讓研究人員能研究發育、繁殖與遺傳，也能提供所提議繁殖方法所需的專門細胞。

這些細胞稱為原始生殖細胞（PGC），是最終會發育成卵子或精子的早期細胞。編輯這些細胞，可讓基因改變傳給後代，而非只改變單一鳥類的身體。

培養生殖細胞曾是早期的重要突破

Colossal 過去曾宣布，已從原鴿培養出原始生殖細胞並維持 60 天。原鴿是常見於城市的普通鴿子。研究人員測試了 300 多種營養素、生長因子及其他成分的組合，才找到能讓細胞持續生長的條件。

Colossal 鳥類物種部門主管 Anna Keyte 表示，原本為雞生殖細胞建立的配方，在包括鵪鶉在內的其他受測鳥類身上都無效。不同物種可能需要不同條件，因此原鴿研究成果是推進白眉鴿細胞研究的實際一步。

原鴿研究公布時尚未經過同儕審查。同儕審查是研究成果刊登於科學期刊前，由其他研究人員進行評估。Colossal 後續表示，在白眉鴿研究中已成功培養出會發育成卵子與精子的關鍵細胞。

原鴿研究公告後提及的下一項繁殖測試，是利用培養的鴿子細胞，透過雞作為代理宿主繁殖出活體鴿子。Colossal 的計畫也包括測試不同條件，以改善白眉鴿原始生殖細胞的生長，接著將選定的渡渡鳥特徵導入這些細胞。

雞為何也在計畫之中

鳥類繁殖需要採用不同於哺乳類複製技術的方法。Colossal 的策略是讓雞攜帶源自鴿子的生殖細胞，並透過基因工程移除雞本身的生殖細胞。

研究人員會將經編輯的鴿子原始生殖細胞移植到發育中的雞胚胎。目標是培育成年的代理鳥類，使其產生源自移植細胞的卵子或精子。之後透過這套系統繁殖，便能產下帶有選定基因改變的後代。

雞之所以適用，是因為科學家對雞的遺傳與繁殖已有豐富研究經驗。Colossal 也表示，雞飛行能力有限，較容易管理。

Shapiro 說明，建立母系與父系血統需要額外時間。研究人員必須取得能產生所需生殖細胞的鳥類，再透過繁殖使後代從雙親身上都獲得預期的基因改變。該公司的計畫也指出，一次進行大量基因編輯的效率有限，是一項技術瓶頸。

在蛋內測試基因變化的更快方法

Colossal 表示，已研發出脂質奈米粒子，可將基因工具直接送入發育中的鳥類胚胎。這些由脂肪物質製成的微小粒子，能將 DNA、RNA 或 CRISPR 元件送入細胞。CRISPR 是一種用於對 DNA 進行定點改造的工具。

這項方法的優勢在於速度。科學家不必等鳥類長成並完成繁殖週期，就能觀察基因編輯對胚胎發育的影響。這有助於他們先篩選 GenoMorph 找出的候選項目，再投入耗時較長的繁殖流程。

初步實驗在包括原鴿與鴨胚胎在內的鳥類中，鎖定參與骨骼發育的 Runx2 基因。Colossal 表示，編輯後可觀察到頭骨與臉部特徵出現變化。

該公司表示，初步發現已在顱顏發育與分子生物學研討會上發表，並計畫將論文刊登於 bioRxiv 預印本伺服器。預印本讓研究成果在期刊同儕審查前即可公開取得。接下來的實驗任務是測試候選調控元件，並為白眉鴿生殖細胞挑選有希望的基因改變。

基因工程改造的鳥類能有多像渡渡鳥？

自然史博物館的渡渡鳥事實指南說明了一項基本難題：研究人員對渡渡鳥的外觀與行為所知有限。目前沒有完整的剝製標本留存，僅有兩具近乎完整的骨骼，確認骨骼皆來自同一個體，兩者均收藏於模里西斯。

該博物館估計，渡渡鳥身高約 70 公分，體重約 12 公斤。Colossal 計畫頁面所列數值較高，身高為 81 至 97 公分，體重為 13 至 23 公斤。博物館指出，渡渡鳥體重可能會隨季節變化；研究描繪出的渡渡鳥也比許多常見插畫所呈現的更為纖瘦、敏捷。

西安大略大學鳥類研究進階設施共同創辦人兼主任 Scott MacDougall-Shackleton 表示，發育過程涉及基因、親代生物學、荷爾蒙與環境之間的互動。他解釋自己為何質疑該公司對目標的描述：

在發育過程中，我們的基因組會與親代基因組、荷爾蒙及環境互動，以複雜的方式啟動或關閉基因；對已滅絕物種來說，這些情況我們無從得知，也無法重現。

康乃爾鳥類學實驗室演化生物學家 Leonardo Campagna 也質疑，科學家能在多大程度上重建渡渡鳥的遺傳架構及其與環境的互動。Colossal 的立場是，目標在於重現關鍵特徵與生態功能，而非製造基因完全相同的複製品。

模里西斯需要的不只是孵化成功的鳥

渡渡鳥在狩獵、棲地變遷與外來動物改變島嶼環境後，於模里西斯滅絕。老鼠、豬及其他外來動物威脅鳥類與鳥巢。任何野放計畫都必須應對這些壓力，並為族群成長提供足夠的合適棲地。

歷史上的紀錄也顯示，最後一次目擊與推估滅絕年份並不相同：

• 1598 年：荷蘭水手抵達模里西斯。人類定居後，渡渡鳥曾演化於沒有隨之引入的掠食者的環境中。
• 1662 年：留下最知名且可靠的目擊紀錄。自然史博物館也提到，可能直到 1680 年仍有人目擊渡渡鳥。
• 約 1690 年：研究人員 David Roberts 與 Andrew Solow 在 2003 年發表的分析中推估渡渡鳥滅絕年份，Colossal 引用了這項研究。
• 1865 年：研究人員在馬雷奧桑日沼澤沉積層發現大量遺骸，協助科學家重建渡渡鳥的生活環境。

Colossal 表示，正與模里西斯科學家、保育團體及政府合作，包括與模里西斯野生動物基金會建立夥伴關係。公司尋找的地點包括沒有老鼠的區域。執行長兼共同創辦人 Ben Lamm 表示，將在完成生態研究並諮詢社區後，選定野放地點。

Lamm 曾表示，希望培育出數千隻具基因工程多樣性的鳥類。Shapiro 表示，任何引入行動都會逐步進行。最新的人工智慧公告未提供孵化日期；Lamm 先前提出的至少五至七年預估，是他在公布生殖細胞消息時所作的推測，並非最新確認的時程。

保育效益與優先事項之爭

這些技術也可能用於現存鳥類。培養與保存生殖細胞、移植有益的基因變異，有助基因多樣性不足或面臨嚴重疾病威脅的族群。

Colossal 提到模里西斯粉鴿。該公司計畫頁面估計，目前粉鴿族群有 375 至 490 隻；1994 年野外僅有 77 隻。這些數據顯示族群有所恢復，但近親繁殖與疾病問題仍持續存在，包括毛滴蟲寄生蟲 Trichomonas gallinae 造成的感染。

東英吉利大學演化遺傳學教授 Cock van Oosterhout 認為，從歷史樣本或近親物種中找出抗病基因，再導入脆弱族群，具有潛力。他曾因粉鴿研究接受 Colossal 捐款。他的立場是，這類技術可協助族群復育，但棲地流失及生物多樣性危機的其他成因，仍須直接處理。

牛津大學生物學家 Rich Grenyer 曾警告，復育物種的承諾可能削弱防止物種滅絕的急迫性。他擔心會出現道德風險：如果人們相信已滅絕物種日後可以取代，可能更願意接受環境遭到破壞。

Colossal 的融資規模讓這些爭論更具現實意義。該公司在先前公布細胞研究成果時，宣布額外取得 1.2 億美元資金，使累計募資總額達 5.55 億美元，估值達 102 億美元。投資人兼 XPRIZE 創辦人 Peter Diamandis 也宣布成立 NeoGenesis Capital，投資運用 Colossal 可程式化生物學平台的健康、農業與保育企業。

渡渡鳥計畫目前結合了大筆私人資金、具體實驗室測試與保育規劃。接下來的里程碑明確：驗證 DNA 候選項目、培育出帶有有益基因改變的健康後代，並在模里西斯建立適合族群存續的條件。

重點整理

• Colossal 表示，GenoMorph 找出約 2,300 個與渡渡鳥喙部及臉部結構相關的候選 DNA 目標。
• 該公司擁有一份高品質渡渡鳥基因組，並在德州飼養 36 隻白眉鴿。
• 提議中的繁殖方式會使用經編輯的鴿子生殖細胞，並以雞作為代理宿主。
• 胚胎實驗與實驗室驗證旨在找出哪些基因變化能產生有用特徵。
• 目標鳥類將帶有選定的渡渡鳥特徵；科學家對牠能在多大程度上重現已滅絕物種仍有不同看法。
• 人工智慧公告未提供孵化日期；野放規劃仍須在模里西斯進行棲地工作與諮詢。