Environmental DNA (eDNA) and its subdiscipline, invertebrate-derived DNA (iDNA) have been used to survey biodiversity non-invasively [1,2]. Water is ubiquitous in most ecosystems, and, among invertebrates, terrestrial haematophagous leeches are abundant and can be easily collected in many tropical rainforests [3,4]. Such non-invasive nucleic acid sources can mitigate difficulties of obtaining wildlife samples, particularly in remote areas or for rare species. Recently, eDNA/iDNA sources have been applied to monitoring specific wildlife pathogens [5,6]. However, previous studies have focused on known pathogens, whereas most wildlife pathogens are uncharacterized and unknown. Non-invasive approaches to monitoring known and novel pathogens may be of particular benefit in ecosystems prone to viral emergence, many of which occur in areas where invasive sampling is challenging, such as tropical rainforests. Here, we show that both eDNA from natural waterholes, and iDNA from terrestrial haematophagous leeches, can be used to detect unknown viruses circulating in mammalian hosts (Figure 1). Using a curated set of RNA oligonucleotides based on the ViroChip microarray assay [7] as baits in a hybridization capture system, multiple mammalian RNA and DNA viruses were detected from both eDNA and iDNA samples. Congruence was found between host DNA assignment and viruses identified in leeches, and between animals observed visiting the waterholes and the viruses detected. Our results demonstrate that eDNA/iDNA samples may represent an effective non-invasive resource for studying wildlife viral diversity. Several of the detected viruses were novel, highlighting the potential of eDNA/iDNA for epidemiological analysis of emerging viruses prior to their emergence.

Abstract Background Domestication is a complex, multi-stage and species-specific process that results in organisms living close to humans. In the arboviral vector Aedes aegypti adaptation to living in proximity with anthropogenic environments has been recognized as a major evolutionary shift, separating a generalist form, Aedes aegypti formosus (Aaf), from the domestic form Aedes aegypti aegypti (Aaa), which tends to deposit eggs artificial containers and bite humans for a blood meal. These behaviors enhance the mosquito vectorial capacity. The extent to which domestication has impacted the Ae. aegypti genome has not been thoroughly investigated yet. Results Taking advantage of two forms’ distinct and historically documented geographic distributions, we analyzed the genomes of 634 worldwide Ae. aegypti mosquitoes. Using more than 300 million high-confidence SNPs, we found a unique origin for all out-of-Africa Ae. aegypti mosquitoes, with no evidence of admixture events in Africa, apart from Kenya. A group of genes were under positive selection only in out-of-Africa mosquitoes and 236 genes had nonsynonymous mutations, occurring at statistically different frequencies in Aaa and Aaf mosquitoes. Conclusion We identified a clear signal of genetic differentiation between Aaa and Aaf, circumscribed to a catalogue of candidate genes. These “ Aaa molecular signature ” genes extend beyond chemosensory genes to genes linked to neuronal and hormonal functions. This suggests that the behavioral shift to domestication may rely on the fine regulation of metabolic and neuronal functions, more than the role of a few significant genes. Our results also provide the foundation to investigate new targets for the control of Ae. aegypti populations.

Abstract Background Aedes albopictus is a public health threat for its worldwide spread and ability to transmit arboviruses. Understanding mechanisms of mosquito immunity can provide new tools to control arbovirus spread. The genomes of Aedes mosquitoes contain hundreads of nonretroviral endogenous viral elements (nrEVEs), which are enriched in piRNA clusters and produce piRNAs, with the potential to target cognate viruses. Recently, one nrEVE was shown to limit cognate viral infection through nrEVE-derived piRNAs. These findings suggest that nrEVEs constitute an archive of past viral infection and that the landscape of viral integrations may be variable across populations depending on their viral exposure. Methods We used bioinformatics and molecular approaches to identify known and novel (i.e. absent in the reference genome) viral integrations in the genome of wild collected Aedes albopictus mosquitoes and characterize their virome. Results We showed that the landscape of viral integrations is dynamic with seven novel viral integrations being characterised, but does not correlate with the virome, which includes both viral species known and unknown to infect mosquitoes. However, the small RNA coverage profile of nrEVEs and the viral genomic contigs we identified confimed an interaction among these elements and the piRNA and siRNA pathways in mosquitoes. Conclusions Mosquitoes nrEVEs have been recently descrived as a new form of heritable, sequence-specific mechanism of antiviral immunity. Our results contribute to understanding the dynamic distribution of nrEVEs in the genomes of wild Ae. albopictus and their interaction with mosquito viruses.