ABSTRACT Cryptosporidiosis is a leading cause of waterborne diarrheal disease globally and an important contributor to mortality in infants and the immunosuppressed. Despite its importance, the Cryptosporidium community still relies on a fragmented reference genome sequence from 2004. Incomplete reference sequences hamper experimental design and interpretation. We have generated a new C. parvum IOWA genome assembly supported by PacBio and Oxford Nanopore long-read technologies and a new comparative and consistent genome annotation for three closely related species C. parvum , C. hominis and C. tyzzeri . The new C. parvum IOWA reference genome assembly is larger, gap free and lacks ambiguous bases. This chromosomal assembly recovers 13 of 16 possible telomeres and raises a new hypothesis for the remaining telomeres and associated subtelomeric regions. Comparative annotation revealed that most “missing” orthologs are found suggesting that species differences result primarily from structural rearrangements, gene copy number variation and SNVs in C. parvum, C. hominis and C. tyzzeri . We made >1,500 C. parvu m annotation updates based on experimental evidence. They included new transporters, ncRNAs, introns and altered gene structures. The new assembly and annotation revealed a complete DNA methylase Dnmt2 ortholog. 190 genes under positive selection including many new candidates were identified using the new assembly and annotation as reference. Finally, possible subtelomeric amplification and variation events in C. parvum are detected that reveal a new level of genome plasticity that will both inform and impact future research.

Cryptosporidium parvum is a significant pathogen causing gastrointestinal infections in humans and animals, that is spread through the ingestion of contaminated food and water. Despite its global impact on public health, generating a C. parvum genome sequence has always been challenging due to a lack of in vitro cultivation systems and challenging sub-telomeric gene families. A gapless telomere to telomere genome assembly has been created for Cryptosporidium parvum IOWA obtained from Bunch Grass Farms, named here as CpBGF. There are 8 chromosomes that total 9,259,183 bp. The new hybrid assembly which was generated with Illumina and Oxford Nanopore resolves complex sub-telomeric regions of chromosomes 1, 7 and 8. To facilitate ease of use and consistency with the literature, whenever possible, chromosomes have been oriented and genes in this annotation have been given the same gene IDs used in the current reference genome sequence generated in 2004. The annotation of this assembly utilized considerable RNA expression evidence, thus, untranslated regions, long noncoding RNAs and antisense RNAs are annotated. The CpBGF genome assembly serves as a valuable resource for understanding the biology, pathogenesis, and transmission of C. parvum, and it facilitates the development of diagnostics, drugs, and vaccines against cryptosporidiosis.

Liquid crystal elastomers (LCEs) are a kind of soft actuating materials with large reversible deformation ability, which can work as the "motor" to exhibit complex deformations and drive the locomotion of soft robots. The deformation of LCEs depends on the three-dimensional (3D) shape of whole structure and alignment patterns of mesogens. Various methods have been employed to fabricate the LCE structure with desired shapes and mesogen alignments. However, conventional 3D printed LCEs require continuous thermal energy input to maintain their actuated shapes. The LCEs cannot be reprocessed and reprogrammed once cured. Herein, we introduce dynamic boronic ester bonds into the ink, with which the printed LCE structures are capable of being reprogrammed from polydomain into monodomain state and vice versa. We further explore the effects of printing parameters and content of dynamic covalent bonds on the actuation performance and reprogramming ability. The actuated shape could be well predicted with finite element method. The dynamic printable LCEs developed here offer new strategy and large design space for LCE structures.