Abstract Ticks transmit more pathogens to humans and animals than any other arthropod. We describe the 2.1 Gbp nuclear genome of the tick, Ixodes scapularis (Say), which vectors pathogens that cause Lyme disease, human granulocytic anaplasmosis, babesiosis and other diseases. The large genome reflects accumulation of repetitive DNA, new lineages of retro-transposons, and gene architecture patterns resembling ancient metazoans rather than pancrustaceans. Annotation of scaffolds representing ∼57% of the genome, reveals 20,486 protein-coding genes and expansions of gene families associated with tick–host interactions. We report insights from genome analyses into parasitic processes unique to ticks, including host ‘questing’, prolonged feeding, cuticle synthesis, blood meal concentration, novel methods of haemoglobin digestion, haem detoxification, vitellogenesis and prolonged off-host survival. We identify proteins associated with the agent of human granulocytic anaplasmosis, an emerging disease, and the encephalitis-causing Langat virus, and a population structure correlated to life-history traits and transmission of the Lyme disease agent.

ABSTRACT The crisis of biodiversity loss in the anthropogenic era requires new tools for studying non-model organisms. Elephants, for example, are both an endangered species and excellent models studying complex phenotypes like size, social behavior, and longevity, but they remain severely understudied. Here we report the first derivation of elephant ( Elephas maximus ) induced pluripotent stem cells (emiPSCs) achieved via a two-step process of chemical-media induction and colony selection, followed by overexpression of elephant transcription factors OCT4, SOX2, KLF4, MYC ± NANOG and LIN28A , and modulation of the TP53 pathway. Since the seminal discovery of reprogramming by Shinya Yamanaka, iPSCs from many species including the functionally extinct northern white rhinocerous have been reported, but emiPSCs have remained elusive. While for multiple species the reprogramming protocol was adopted with little changes compared to model organisms like mouse and human, our emiPSC protocol requires a longer timeline and inhibition of TP53 expansion genes that are hypothesized to confer unique cancer resistance in elephants. iPSCs unlock tremendous potential to explore cell fate determination, cell and tissue development, cell therapies, drug screening, disease modeling, cancer development, gametogenesis and beyond to further our understanding of this iconic megafauna. This study opens new frontiers in advanced non-model organism cellular models for genetic rescue and conservation.

ABSTRACT The role the mammary epithelial circadian clock plays in gland development and lactation is unknown. We hypothesized that mammary epithelial clocks function to regulate mammogenesis and lactogenesis, and propose the core clock transcription factor BMAL1:CLOCK regulates genes that control mammary epithelial development and milk synthesis. Our objective was to identify transcriptional targets of BMAL1 in undifferentiated (UNDIFF) and lactogen differentiated (DIFF) mammary epithelial cells (HC11) using ChIP-seq. Ensembl gene IDs with the nearest transcriptional start site to peaks were explored as potential targets, and represented 846 protein coding genes common to UNDIFF and DIFF cells and 2773 unique to DIFF samples. Genes with overlapping peaks between samples (1343) enriched cell-cell adhesion, membrane transporters and lipid metabolism categories. To functionally verify targets, an HC11 line with Bmal1 gene knocked out (BMAL1-KO) using CRISPR-CAS was created. BMAL1-KO cultures had lower cell densities over an eight-day growth curve, which was associated with increased (p<0.05) levels of reactive oxygen species and lower expression of superoxide dismutase 3 ( Sod3 ). Q-PCR analysis also found lower expression of the putative targets, prolactin receptor ( Prlr ), Ppara , and beta-casein ( Csn2 ). Findings support our hypothesis and highlight potential importance of clock in mammary development and substrate transport.