Abstract Background Lake Hillier is a hypersaline lake known for its distinctive bright pink color. The cause of this phenomenon in other hypersaline sites has been attributed to halophiles, Dunaliella , and Salinibacter , however, a systematic analysis of the microbial communities, their functional features, and the prevalence of pigment-producing-metabolisms has not been previously studied. Our results are evidence that Lake Hillier is composed of a diverse set of microorganisms including archaea, bacteria, algae, and viruses. Our data indicate a core microbiome in Lake Hillier composed of multiple pigment-producer microbes, many of which are cataloged as polyextremophiles. Additionally, we estimated the diversity of metabolic pathways in the lake and determined that many of these are related to pigment production. We reconstructed complete or partial genomes for 21 discrete bacteria (N = 14) and archaea (N = 7), only 2 of which could be taxonomically annotated to previously observed species. Our findings provide the first metagenomic study to decipher the source of the pink color of Australia’s Lake Hillier. The study of this pink hypersaline environment is evidence of a microbial consortium of pigment producers, a repertoire of polyextremophiles, a core microbiome and potentially novel species.

In 2021, news outlets and state natural resources agencies reported a large number of avian deaths across several states in the eastern and midwestern USA. This event fomented a rapid and robust response from animal health experts from across the country. Given the clustered pattern of disease and death, an infectious etiology was rigorously investigated. No single causative pathogen was identified, leaving the cause and thus epidemiology of the mortality event unexplained. In this study, we attempted to hone in on potential causes or contributors to this event by constructing a dataset on affected birds' life history, phylogeny, and ecology. After a preliminary analysis of these features, we developed a statistical pipeline to test two hypotheses regarding features of birds associated with the mortality event: (1) that a significant proportion of affected birds in the total sample are members of the Cornell Feederwatch list (i.e., birds that consume supplemental feed, and their predators), and that (2) ground-feeding species would be significantly represented in the sample. While logistic regression models support the plausibility of the two hypotheses, they are statistically indistinguishable. We discuss the implications of these findings, propose future work, and highlight the importance of ecological and behavioral expertise in understanding epidemiological phenomena.

ABSTRACT Aging is characterized by the accumulation of amyloid and prion-like proteins. However, the molecular mechanisms by which these proteins arise remain unclear. Here, we demonstrate that transcript errors generate amyloid and prion-like proteins in a wide variety of human cell types, including stem cells, brain organoids, and fully differentiated neurons. Intriguingly, some of these proteins are identical to proteins previously implicated in familial cases of amyloid diseases, raising the possibility that both familial and non-familial cases are caused by identical mutant proteins. However, transcript errors also generate amyloid proteins that have not been observed before, suggesting that aging cells are exposed to a second class of pathogenic proteins we are currently unaware of. Finally, we show that transcript errors are readily generated by DNA damage, a hallmark of human aging and a staple of multiple proteotoxic diseases, including Alzheimer’s disease. Together, these observations greatly expand our understanding of mutagenesis in human aging and disease and suggest a new mechanism by which amyloid diseases can develop.

Transposable elements (TE) play critical roles in shaping genome evolution. However, the highly repetitive sequence content of TEs is a major source of assembly gaps. This makes it difficult to decipher the impact of these elements on the dynamics of genome evolution. The increased capacity of long-read sequencing technologies to span highly repetitive regions of the genome should provide novel insights into patterns of TE diversity. Here we report the generation of highly contiguous reference genomes using PacBio long read and Omni-C technologies for three species of sparrows in the family Passerellidae. To assess the influence of sequencing technology on TE annotation, we compared these assemblies to three chromosome-level sparrow assemblies recently generated by the Vertebrate Genomes Project and nine other sparrow species generated using a variety of short- and long-read technologies. All long-read based assemblies were longer in length (range: 1.12-1.41 Gb) than short-read assemblies (0.91-1.08 Gb). Assembly length was strongly correlated with the amount of repeat content, with longer genomes showing much higher levels of repeat content than typically reported for the avian order Passeriformes. Repeat content for the Bell9s sparrow (31.2% of genome) was the highest level reported to date for a songbird genome assembly and was more in line with woodpecker (order Piciformes) genomes. CR1 LINE elements retained from an expansion that occurred 25-30 million years ago were the most abundant TEs in the song sparrow genome. Although the other five sparrow species also exhibit evidence for a spike in CR1 LINE activity at 25-30 million years ago, LTR elements stemming from more recent expansions were the most abundant elements in these species. LTRs were uniquely abundant in the Bell9s sparrow genome deriving from two recent peaks of activity. Higher levels of repeat content (79.2-93.7%) were found on the W chromosome relative to the Z (20.7-26.5) or autosomes (16.1-30.9%). These patterns support a dynamic model of transposable element expansion and contraction underpinning the seemingly constrained and small sized genomes of birds. Our work highlights how the resolution of difficult-to-assemble regions of the genome with new sequencing technologies promises to transform our understanding of avian genome evolution.

ABSTRACT Accurate transcription is required for the faithful expression of genetic information. To provide insight into the molecular mechanisms that control the fidelity of transcription, we analyzed the landscape of transcription errors in human embryonic stem cells. These measurements provide the first reasonable estimate of the fidelity of transcription in human cells and identify multiple genetic and epigenetic factors that control its accuracy. In addition, we developed a new reporter mouse to identify cell types and tissues that commit these errors the most. These experiments revealed that CA1 and dentate gyrus neurons are highly sensitive to transcriptional mutagenesis, lending new support to the hypothesis that transcription errors play a role in the progression of Alzheimer’s disease. Taken together, these experiments provide unprecedented insight into the fidelity of gene expression in human cells and the molecular mechanisms that govern the central dogma of life.