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.

Closing the Vector Circle The genome sequence of Culex quinquefasciatus offers a representative of the third major genus of mosquito disease vectors for comparative analysis. In a major international effort, Arensburger et al. (p. 86 ) uncovered divergences in the C. quinquefasciatus genome compared with the representatives of the other two genera Aedes aegypti and Anopheles gambiae . The main difference noted is the expansion of numbers of genes, particularly for immunity, oxidoreductive functions, and digestive enzymes, which may reflect specific aspects of the Culex life cycle. Bartholomay et al. (p. 88 ) explored infection-response genes in Culex in more depth and uncovered 500 immune response-related genes, similar to the numbers seen in Aedes , but fewer than seen in Anopheles or the fruit fly Drosophila melanogaster . The higher numbers of genes were attributed partly to expansions in those encoding serpins, C-type lectins, and fibrinogen-related proteins, consistent with greater immune surveillance and associated signaling needed to monitor the dangers of breeding in polluted, urbanized environments. Transcriptome analysis confirmed that inoculation with unfamiliar bacteria prompted strong immune responses in Culex . The worm and virus pathogens that the mosquitoes transmit naturally provoked little immune activation, however, suggesting that tolerance has evolved to any damage caused by replication of the pathogens in the insects.

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.

Bats are natural reservoir hosts of many important zoonotic viruses but because there are few immunological reagents and breeding colonies available for infectious disease research, little is known about their immune responses to infection. We established a breeding colony Jamaican fruit bats (

Abstract The mosquito midgut functions as a key interface between pathogen and vector. However, studies of midgut physiology and associated virus infection dynamics are scarce, and in Culex tarsalis – an extremely efficient vector of West Nile virus (WNV) – nonexistent. We performed single-cell RNA sequencing on Cx. tarsalis midguts, defined multiple cell types, and determined whether specific cell types are more permissive to WNV infection. We identified 20 cell states comprised of 8 distinct cell types, consistent with existing descriptions of Drosophila and Aedes aegypti midgut physiology. Most midgut cell populations were permissive to WNV infection. However, there were higher levels of WNV RNA (vRNA) in enteroendocrine cells and cells enriched for mitochondrial genes, suggesting enhanced replication in these populations. In contrast, proliferating intestinal stem cell (ISC) populations had the lowest levels of vRNA, a finding consistent with studies suggesting ISC proliferation in the midgut is involved in viral control. Notably, we did not detect significant WNV-infection induced upregulation of canonical mosquito antiviral immune genes (e.g., AGO2, R2D2, etc.) at the whole-midgut level. Rather, we observed a significant positive correlation between immune gene expression levels and vRNA in individual cells, suggesting that within midgut cells, high levels of vRNA may trigger antiviral responses. Our findings establish a Cx. tarsalis midgut cell atlas, and provide insight into midgut infection dynamics of WNV by characterizing cell-type specific enhancement/restriction of, and immune response to, infection at the single-cell level.