Abstract Mosquitoes belonging to the genus Aedes can efficiently transmit many pathogenic arboviruses, placing a great burden on public health worldwide. In addition, they also carry a number of insect specific viruses (ISVs), and it was recently suggested that some of these ISVs might form a stable species-specific “core virome” in mosquito populations. However, little is known about such a core virome in laboratory colonies and if it is present across different developmental stages. In this study, we compared the viromes in eggs, larvae, pupae and adults of Aedes albopictus mosquitoes collected from the field as well as from a lab colony. The virome in lab-derived Ae. albopictus is very stable across all stages, consistent with a vertical transmission route of these viruses, forming a “vertically transmitted core virome”. The different stages of field collected Ae. albopictus mosquitoes also contains this stable vertically transmitted core virome as well as another set of viruses shared by mosquitoes across different stages, which might be an “environment derived core virome”. Both these vertically and environmentally transmitted core viromes in Ae. albopictus deserve more attention with respect to their effects on vector competence for important medically relevant arboviruses. To further study this core set of ISVs, we screened 46 publically available SRA viral metagenomic dataset of mosquitoes belonging to the genus Aedes . Some of the identified core ISVs are identified in the majority of SRAs. In addition, a novel virus, Aedes phasmavirus, is found to be distantly related to Yongsan bunyavirus 1, and the genomes of the core virus Phasi Charoen-like phasivirus is highly prevalent in the majority of the tested samples, with nucleotide identities ranging from 94% to 99%. Finally, Guadeloupe mosquito virus, and some related viruses formed three separated phylogenetic clades. How these core ISVs influence the biology of mosquito host, arboviruses infection and evolution deserve to be further explored.

Abstract Mosquitoes are vectors of numerous emergence and reemergence of mosquito-borne diseases, leading to an overwhelming global challenge. The boom in metagenomic studies promoted the increase of mosquito viruses being described, and studies from different regions of the world showed that mosquitoes harbor abundant and diverse viromes. However, there is still a lack of large-scale systematic comparison of viromes among various ecological factors such as the mosquito species/genera, location, etc, and consistent patterns associated with these factors are not clear. Here, we provide an overview of virome profiling that integrated the perspective of mosquito genus, locations, and climates based on the global scale, and redefined the ‘core-virome’. Our results also further implicate some mosquito-associated viruses strongly associated with the ecological factors and highlighted the evidence of mosquitoes’ cross-regional movements by the candidate marker viruses. The study may be helpful in gaining new insights into strategies to prevent arbovirus epidemics.

Abstract Coronavirus disease 2019 (COVID-19), which is triggered by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection, continues to threaten global public health. Developing a vaccine that only requires single immunization but provides long-term protection for the prevention and control of COVID-19 is important. Here, we developed an adeno-associated virus (AAV)-based vaccine expressing a stable receptor-binding domain (SRBD) protein. The vaccine requires only a single shot but provides effective neutralizing antibodies (NAbs) over 598 days in rhesus macaques ( Macaca mulatta ). Importantly, our results showed that the NAbs were kept in high level and long lasting against authentic wild-type SARS-CoV-2, Beta, Delta and Omicron variants using plaque reduction neutralization test. Of note, although we detected pre-existing AAV2/9 antibodies before immunization, the vaccine still induced high and effective NAbs against COVID-19 in rhesus macaques. AAV-SRBD immune serum also efficiently inhibited the binding of ACE2 with RBD in the SARS-CoV-2 B.1.1.7 (Alpha), B.1.351 (Beta), P.1/P.2 (Gamma), B.1.617.2 (Delta), B.1.617.1/3(Kappa), and C.37 (Lambda) variants. Thus, these data suggest that the vaccine has great potential to prevent the spread of SARS-CoV-2.

Abstract Aedes aegypti is a primary vector for transmitting various arboviruses, including Yellow fever, dengue and Zika virus. The mosquito midgut is the principal organ for blood meal digestion, nutrient absorption and the initial site of arbovirus infection. Although a previous study delineated midgut’s transcriptome of Ae. aegypti at the single-nucleus resolution, there still lacks an established protocol for isolating and RNA sequencing of single cells of Ae. aegypti midgut, which is required for investigating arbovirus-midgut interaction at the single-cell level. Here, we established an atlas of the midgut cells for Ae. aegypti by single-cell RNA sequencing. We annotated the cell clusters including intestinal stem cells/enteroblasts (ISC/EB), cardia cells (Cardia), enterocytes (EC, EC-like), enteroendocrine cells (EE), visceral muscle (VM), fat body cells (FBC) and hemocyte cells (HC). This study will provide a foundation for further studies of arbovirus infection in mosquito midgut at the single-cell level.

Abstract The global impact of mosquito-borne diseases is increasing in the last decades. The newly classified orthobunyavirus, Ebinur Lake virus (EBIV) has been verified with highly virulent pathogenic to adult laboratory mice, and antibodies against EBIV have been detected in humans. As a potential emerging virus, it is necessary to assess the vector capacity of mosquitoes for EBIV to predicting its risk to public health. Herein, Aedes aegypti , the gradually important vector in China, was used as a model to evaluate the vector competence for EBIV. It was showed that EBIV can be transmitted by Ae. aegypti through oral feeding and the transmission rates could get to 11.8% at 14 days post infection (dpi). The highest infection rate, dissemination rate and ovary infection rate were 70%, 42.9%, and 29.4%, respectively. Through intrathoracic infection, Ae. aegypti was highly susceptible to EBIV and the transmission rates could get to 90% at 10 dpi. Moreover, the infection rate, dissemination rate and ovary infection rate were all 100%. Transcriptome analysis demonstrated EBIV can alter expressions of mosquito genes related to immune-related process and metabolism-related process. Defensin-C and chitinase 10 had been continuously down-regulated in the mosquitoes infected by intrathoracic inoculation. Our studies made the comprehensive analysis of the vector competence and transcriptional response of Ae. aegypti for EBIV, which implied the potential risk of EBIV to public health. Moreover, these findings indicated a complex interplay between EBIV and the mosquito immune system to affect the vector transmission capability.

Abstract Mosquitoes are medically important arthropod vectors and harbor a great variety of viruses. The population density, species and virome of mosquitoes varies according to geography and climate. To investigate the dynamic changes in the species composition and diversity of mosquitoes and their viromes in Wuhan, China, a total of 2,345 adult mosquitoes collected from different habitats including an urban residential area, two hospitals, a scenic area, and a pig farm in a rural region from April to October 2020 were subjected to morphological identification, RT-qPCR and metagenomic sequencing. The results indicated that the dominant presence of Culex mosquitoes was observed in both urban regions (90.32%, 1538/1703) and the pig farm (54.98%, 353/642). Viromes of Culex showed dynamic changes during the collection time. Several viruses, such as Culex flavivirus, Alphamesonivirus 1, Hubei mosquito virus 2 and Hubei mosquito virus 4, had seasonal changes and unimodal increases or declines. Other viruses, such as Wuhan mosquito virus 6, Hubei virga-like virus 2 and Zhejiang mosquito virus 3, were stable in all collected Culex and should be potential members of “core viromes”. This study improves the understanding of the dynamic composition of mosquitoes and the viromes they carry and provides useful information for informing mosquito control and mosquito-borne disease prevention strategies.