Abstract Maximizing the personal, public, research, and clinical value of genomic information will require that clinicians, researchers, and testing laboratories exchange genetic variation data reliably. Developed by a partnership among national information resource providers, public initiatives, and diagnostic testing laboratories under the auspices of the Global Alliance for Genomics and Health (GA4GH), the Variation Representation Specification (VRS, pronounced “verse”) is an extensible framework for the semantically precise and computable representation of variation that complements contemporary human-readable and flat file standards for variation representation. VRS objects are designed to be semantically precise representations of variation, and leverage this design to enable unique, federated identification of molecular variation. We describe the components of this framework, including the terminology and information model, schema, data sharing conventions, and a reference implementation, each of which is intended to be broadly useful and freely available for community use. The specification, documentation, examples, and community links are available at https://vrs.ga4gh.org/ .

Understanding genetic and cellular bases of adult form remains a fundamental goal at the intersection of developmental and evolutionary biology. The skin pigment cells of vertebrates, derived from embryonic neural crest, are a useful system for elucidating mechanisms of fate specification, pattern formation, and how particular phenotypes impact organismal behavior and ecology. In a survey of Danio fishes, including zebrafish Danio rerio, we identified two populations of white pigment cells--leucophores--one of which arises by transdifferentiation of adult melanophores and another that develops from a yellow/orange xanthophore-like progenitor. Single-cell transcriptomic, mutational, chemical and ultrastructural analyses of zebrafish leucophores revealed cell-type specific chemical compositions, organelle configurations and genetic requirements. At the organismal level, we identified distinct physiological responses of leucophores during environmental background matching and we show that leucophore complement influences behavior. Together, our studies revealed new, independently arisen pigment cell types and mechanisms of fate acquisition in zebrafish, and illustrate how concerted analyses across hierarchical levels can provide insights into phenotypes and their evolution.