We report a draft sequence for the genome of the domesticated silkworm (Bombyx mori), covering 90.9% of all known silkworm genes. Our estimated gene count is 18,510, which exceeds the 13,379 genes reported for Drosophila melanogaster. Comparative analyses to fruitfly, mosquito, spider, and butterfly reveal both similarities and differences in gene content.

The Taming of the Silkworm Silkworms, Bombyx mori , represent one of the few domesticated insects, having been domesticated over 10,000 years ago. Xia et al. (p. 433 , published online 27 August) sequenced 29 domestic and 11 wild silkworm lines and identified genes that were most likely to be selected during domestication. These genes represent those that enhance silk production, reproduction, and growth. Furthermore, silkworms were probably only domesticated once from a large progenitor population, rather than on multiple occasions, as has been observed for other domesticated animals.

ABSTRACT Parasites can manipulate host behavior to facilitate parasite transmission. One such host–pathogen interaction occurs between the fungus Ophiocordyceps sinensis and the ghost moth Thitarodes xiaojinensis. O. sinensis is involved in the mummification process of infected host larvae. However, the underlying molecular and chemical mechanism for this phenomenon is unknown. We characterized the small molecules regulating host behaviors and the altered metabolites in infected and mummified host larvae. Lipid-related metabolites, such as phosphatidylcholine, were identified in infected and mummified larvae. Decreased levels of the neurotransmitter acetylcholine (ACh) and elevated choline levels were observed in the brains of both the infected and mummified larvae. The aberrant activity of acetylcholinesterase (AChE) and relative mRNA expression of ACE2 (acetylcholinesterase) may mediate the altered transformation between ACh and choline, leading to the brain dysfunction of mummified larvae. Caspofungin treatment inhibited the mummification of infected larvae and the activity of AChE. These findings indicate the importance of ACh in the mummification of host larvae after O. sinensis infection. IMPORTANCE Ophiocordyceps sinensis -infected ghost moth larvae are manipulated to move to the soil surface with their heads up in death. A fruiting body then grows from the caterpillar’s head, eventually producing conidia for dispersal. However, the underlying molecular and chemical mechanism has not been characterized. In this study, we describe the metabolic profile of Thitarodes xiaojinensis host larvae after O. sinensis infection. Altered metabolites, particularly lipid-related metabolites, were identified in infected and mummified larvae, suggesting that lipids are important in O. sinensis -mediated behavioral manipulation of host larvae. Decreased levels of the neurotransmitter acetylcholine were observed in both infected and mummified larvae brains. This suggests that altered or reduced acetylcholine can mediate brain dysfunction and lead to aberrant behavior. These results reveal the critical role of acetylcholine in the mummification process of infected host larvae.

Abstract Microsporidia are a group of intracellular pathogens that actively manipulate host cell biological processes to facilitate their intracellular niche. Apoptosis is an important defense mechanism by which host cell control intracellular pathogens. Microsporidia modulating host cell apoptosis has been reported previously, however the molecular mechanism is not yet clear. In this report, we describe that the microsporidia Nosema bombycis inhibits apoptosis of Bombyx mori cells through a secreted protein NbSPN14, which is a serine protease inhibitor (Serpin). An immunofluorescent assay demonstrated that upon infection with N. bombycis , NbSPN14 was initially found in the B. mori cell cytoplasm and then became enriched in the host cell nucleus. Overexpression and RNA-interference (RNAi) of NbSPN14 in B. mori’ embryo cells confirmed that NbSPN14 inhibited host cell apoptosis. Immunofluorescent and Co-IP assays verified the co-localization and interaction of NbSPN14 with the BmICE, the caspase 3 homolog in B. mori . Knocking out of BmICE or mutating the BmICE-interacting P1 site of NbSPN14, eliminated the localization of NbSPN14 into the host nucleus and prevented the apoptosis-inhibiting effect of NbSPN14, which also proved that the interaction between BmICE and NbSPN14 occurred in host cytoplasm and the NbSPN14 translocation into host cell nucleus is dependent on BmICE. These data elucidate that N. bombycis secretory protein NbSPN14 inhibits host cell apoptosis by directly inhibiting the caspase protease BmICE, which provides an important insight for understanding pathogen-host interactions and a potential therapeutic target for N. bombycis proliferation. Author Summary Microsporidia constitute a class of eukaryotic pathogens that exclusively reside within host cells. The species Nosema bombycis is the first microsporidian identified as the pathogen of silkworm Pébrine disease. In our research, we discovered how N. bombycis cleverly evades the host’s defenses. It has developed a strategy to survive inside host cells by manipulating host cell apoptosis, disarming the host cell’s self-destruct mechanism. In this study, we discovered that the N. bombycis secretes a serine protease inhibitor named NbSPN14, which infiltrates the cytoplasm of the host cell. The NbSPN14 interacts with the executioner Caspase protease BmICE within the silkworm’s apoptotic pathway, effectively neutralizing its apoptoic activity and thus curbing the apoptosis of the host cells.

ABSTRACT Streptomyces sp. F41 is a potent insecticidal metabolite producing actinomycetes isolated from the topsoil, and the complete genome sequence was determined. The genome consists of 8,343,496 bp, with 7,221 genes and a GC content of 71.84%.

The Drosophila melanogaster Toll-Spätzle pathway plays an important role in development and immunity. Drosophila genome encodes nine Toll receptors and six Spätzle (Spz) proteins, and only the canonical Toll-Spz (Toll-1-Spz-1) pathway has been well investigated. In this study, we compared the nine Drosophila Tolls and showed that similarly to Toll, Toll-7 also strongly activated drosomycin promoter. Importantly, we showed that both Toll and Toll-7 interacted with Spz, Spz-2 and Spz-5, and co-expression of Toll or Toll-7 with Spz, Spz-2 and Spz-5 activated the drosomycin promoter. Furthermore, Toll and Toll-7 both recognized vesicular stomatitis virus (VSV) by binding to the VSV glycoprotein. Septic infection in Toll and Toll-7 mutant flies suggested that Toll and Toll-7 differentially affected defense responses in adult males and females after systemic infection by Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans or VSV. Our results suggest multiple Toll family members activate the expression of antimicrobial peptides. Our results also provide evidence that Toll and Toll-7 bind multiple Spätzle proteins and differentially affect immune defense against different pathogens in adult male and female flies.