Female Aedes aegypti mosquitoes infect more than 400 million people each year with dangerous viral pathogens including dengue, yellow fever, Zika and chikungunya. Progress in understanding the biology of mosquitoes and developing the tools to fight them has been slowed by the lack of a high-quality genome assembly. Here we combine diverse technologies to produce the markedly improved, fully re-annotated AaegL5 genome assembly, and demonstrate how it accelerates mosquito science. We anchored physical and cytogenetic maps, doubled the number of known chemosensory ionotropic receptors that guide mosquitoes to human hosts and egg-laying sites, provided further insight into the size and composition of the sex-determining M locus, and revealed copy-number variation among glutathione S-transferase genes that are important for insecticide resistance. Using high-resolution quantitative trait locus and population genomic analyses, we mapped new candidates for dengue vector competence and insecticide resistance. AaegL5 will catalyse new biological insights and intervention strategies to fight this deadly disease vector. An improved, fully re-annotated Aedes aegypti genome assembly (AaegL5) provides insights into the sex-determining M locus, chemosensory systems that help mosquitoes to hunt humans and loci involved in insecticide resistance and will help to generate intervention strategies to fight this deadly disease vector.

Female Aedes aegypti mosquitoes infect hundreds of millions of people each year with dangerous viral pathogens including dengue, yellow fever, Zika, and chikungunya. Progress in understanding the biology of this insect, and developing tools to fight it, has been slowed by the lack of a high-quality genome assembly. Here we combine diverse genome technologies to produce AaegL5, a dramatically improved and annotated assembly, and demonstrate how it accelerates mosquito science and control. We anchored the physical and cytogenetic maps, resolved the size and composition of the elusive sex-determining “M locus”, significantly increased the known members of the glutathione-S-transferase genes important for insecticide resistance, and doubled the number of chemosensory ionotropic receptors that guide mosquitoes to human hosts and egg-laying sites. Using high-resolution QTL and population genomic analyses, we mapped new candidates for dengue vector competence and insecticide resistance. We predict that AaegL5 will catalyse new biological insights and intervention strategies to fight this deadly arboviral vector.

Abstract Background Fatty acids are the building blocks of complex lipids essential for living organisms. In mosquitoes, fatty acids are involved in cell membrane production, energy conservation and expenditure, innate immunity, development, and reproduction. Fatty acids are synthesized by a multifunctional enzyme complex called fatty acid synthase (FAS). Several paralogues of FAS were found in the Aedes aegypti ( Ae. aegypti ) mosquito. However, the molecular characteristics and the expression of some of these paralogues have not been investigated. Methods Genome assemblies of Ae. aegypti were analyzed and orthologues of human FAS were identified. Phylogenetic analysis and in silico molecular characterization were performed to identify the functional domains of the Ae. aegypti FAS ( Aa FAS). Quantitative analysis and loss-of-function experiments were performed to determine the significance of different Aa FAS transcripts in various stages of development, expression following different diets and the impact of Aa FAS on dengue virus, serotype 2 (DENV2) infection and transmission. Results We identified seven putative FAS genes in the Ae. aegypti genome assembly, based on nucleotide similarity to the FAS proteins (tBLASTn) of humans, other mosquitoes and invertebrates. Bioinformatics and molecular analyses suggested that only five of the FAS genes produce mRNA and therefore represent complete gene models. Expression levels of Aa FAS varied among developmental stages and between male and female Ae. aegypti . Quantitative analyses revealed that expression of Aa FAS1, the putative orthologue of the human FAS, was highest in adult females. Transient knockdown (KD) of Aa FAS1 did not induce a complete compensation by other Aa FAS genes but limited DENV2 infection of Aag2 cells in culture and the midgut of the mosquito. Conclusion Aa FAS1 is the predominant Aa FAS in the adult mosquitoes. It has the highest amino acid similarity to human FAS and contains all enzymatic domains typical of human FAS. Aa FAS1 also facilitated DENV2 replication in both cell culture and in mosquito midguts. Our data suggest that Aa FAS1 may play a role in transmission of dengue viruses, and could represent a target for intervention strategies.