Abstract Bats are recognised as important reservoirs of viruses deadly to other mammals, including humans. These infections are typically non-pathogenic in bats raising questions about host response differences that might exist between bats and other mammals. Tetherin is a restriction factor which inhibits the release of a diverse range of viruses from host cells, including retroviruses, coronaviruses, filoviruses, and paramyxoviruses, some of which are deadly to humans and transmitted by bats. Here we characterise the tetherin genes from 27 species of bats, revealing that they have evolved under strong selective pressure, and that fruit bats and vesper bats express unique structural variants of the tetherin protein. Tetherin was widely and variably expressed across fruit bat tissue-types and upregulated in spleen tissue when stimulated with Toll-like receptor agonists. The expression of two computationally predicted splice isoforms of fruit bat tetherin was verified. We identified an additional third unique splice isoform which includes a C-terminal region that is not homologous to known mammalian tetherin variants but was functionally capable of restricting the release of filoviral virus-like particles. We also report that vesper bats possess and express at least five tetherin genes, including structural variants, a greater number than any other mammal reported to date. These findings support the hypothesis of differential antiviral gene evolution in bats relative to other mammals.

ABSTRACT Buruli ulcer (BU) is a neglected tropical disease caused by infection of subcutaneous tissue with Mycobacterium ulcerans . BU is commonly reported across rural regions of Central and West Africa but has been increasing dramatically in temperate southeast Australia around the major metropolitan city of Melbourne. Previous research has shown that Australian native possums are reservoirs of M. ulcerans and that they shed the bacteria in their fecal material (excreta). Field surveys show that locales where possums harbor M. ulcerans overlap with human cases of BU, raising the possibility of using possum excreta surveys to predict the risk of disease occurrence in humans. We thus established a highly structured 12-month possum excreta surveillance program across an area of 350 km 2 in the Mornington Peninsula area 70 km south of Melbourne, Australia. The primary objective of our study was to assess if M. ulcerans surveillance of possum excreta provided useful information for predicting future human BU case locations. Over two sampling campaigns in summer and winter, we collected 2282 possum excreta specimens of which 11% were PCR positive for M. ulcerans -specific DNA. Using the spatial scanning statistical tool SatScan , we observed non-random, co-correlated clustering of both M. ulcerans positive possum excreta and human BU cases. We next trained a statistical model with the Mornington Peninsula excreta survey data to predict the future likelihood of human BU cases occurring in the region. By observing where human BU cases subsequently occurred, we show that the excreta model performance was superior to a null model trained using the previous year’s human BU case incidence data (AUC 0.66 vs 0.55). We then used data unseen by the excreta-informed model from a new survey of 661 possum excreta specimens in Geelong, a geographically separate BU endemic area to the southwest of Melbourne, to prospectively predict the location of human BU cases in that region. As for the Mornington Peninsula, the excreta-based BU prediction model outperformed the null model (AUC 0.75 vs 0.50) and pinpointed specific locations in Geelong where interventions could be deployed to interrupt disease spread. This study highlights the One Health nature of BU by confirming a quantitative relationship between possum excreta shedding of M. ulcerans and humans developing BU. The excreta survey-informed modeling we have described will be a powerful tool for efficient targeting of public health responses to stop BU.