This report discusses slow transient and hysteretic phenomena in perovskite-absorber solar cells.

A semiconductor that can be processed on a large scale with a bandgap around 1.8 eV could enable the manufacture of highly efficient low cost double-junction solar cells on crystalline Si. Solution-processable organic-inorganic halide perovskites have recently generated considerable excitement as absorbers in single-junction solar cells, and though it is possible to tune the bandgap of (CH3NH3)Pb(BrxI1-x)3 between 2.3 and 1.6 eV by controlling the halide concentration, optical instability due to photoinduced phase segregation limits the voltage that can be extracted from compositions with appropriate bandgaps for tandem applications. Moreover, these materials have been shown to suffer from thermal degradation at temperatures within the processing and operational window. By replacing the volatile methylammonium cation with cesium, it is possible to synthesize a mixed halide absorber material with improved optical and thermal stability, a stabilized photoconversion efficiency of 6.5%, and a bandgap of 1.9 eV.

Semi-transparent perovskite solar cells with silver nanowires are stacked on CIGS and Si to achieve solid-state polycrystalline tandems with efficiency improvement.

2,2′,7,7′-Tetrakis(N,N-di-p-methoxyphenylamine)-9,9′-spirobifluorene (spiro-OMeTAD), the prevalent organic hole transport material used in solid-state dye-sensitized solar cells and perovskite-absorber solar cells, relies on an uncontrolled oxidative process to reach appreciable conductivity. This work presents the use of a dicationic salt of spiro-OMeTAD, named spiro(TFSI)2, as a facile means of controllably increasing the conductivity of spiro-OMeTAD up to 10–3 S cm–1 without relying on oxidation in air. Spiro(TFSI)2 enables the first demonstration of solid-state dye-sensitized solar cells fabricated and operated with the complete exclusion of oxygen after deposition of the sensitizer with higher and more reproducible device performance. Perovskite-absorber solar cells fabricated with spiro(TFSI)2 show improved operating stability in an inert atmosphere. Gaining control of the conductivity of the HTM in both dye-sensitized and perovskite-absorber solar cells in an inert atmosphere using spiro(TFSI)2 is an important step toward the commercialization of these technologies.

With the advent of efficient high-bandgap metal-halide perovskite photovoltaics, an opportunity exists to make perovskite/silicon tandem solar cells. We fabricate a monolithic tandem by developing a silicon-based interband tunnel junction that facilitates majority-carrier charge recombination between the perovskite and silicon sub-cells. We demonstrate a 1 cm2 2-terminal monolithic perovskite/silicon multijunction solar cell with a VOC as high as 1.65 V. We achieve a stable 13.7% power conversion efficiency with the perovskite as the current-limiting sub-cell, and identify key challenges for this device architecture to reach efficiencies over 25%.

Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 and enteropathogenic E. coli cause a characteristic histopathology in intestinal cells known as attaching and effacing. The attaching and effacing lesion is encoded by the Locus of Enterocyte Effacement (LEE) pathogenicity island, which encodes a type III secretion system, the intimin intestinal colonization factor, and the translocated intimin receptor protein that is translocated from the bacterium to the host epithelial cells. Using lacZ reporter gene fusions, we show that expression of the LEE operons encoding the type III secretion system, translocated intimin receptor, and intimin is regulated by quorum sensing in both enterohemorrhagic E. coli and enteropathogenic E. coli . The luxS gene recently shown to be responsible for production of autoinducer in the Vibrio harveyi and E. coli quorum-sensing systems is responsible for regulation of the LEE operons, as shown by the mutation and complementation of the luxS gene. Regulation of intestinal colonization factors by quorum sensing could play an important role in the pathogenesis of disease caused by these organisms. These results suggest that intestinal colonization by E. coli O157:H7, which has an unusually low infectious dose, could be induced by quorum sensing of signals produced by nonpathogenic E. coli of the normal intestinal flora.

Diabetic microvascular complications have been considered to be mediated by a glucose-driven increase in mitochondrial superoxide anion production. Here, we report that superoxide production was reduced in the kidneys of a steptozotocin-induced mouse model of type 1 diabetes, as assessed by in vivo real-time transcutaneous fluorescence, confocal microscopy, and electron paramagnetic resonance analysis. Reduction of mitochondrial biogenesis and phosphorylation of pyruvate dehydrogenase (PDH) were observed in kidneys from diabetic mice. These observations were consistent with an overall reduction of mitochondrial glucose oxidation. Activity of AMPK, the major energy-sensing enzyme, was reduced in kidneys from both diabetic mice and humans. Mitochondrial biogenesis, PDH activity, and mitochondrial complex activity were rescued by treatment with the AMPK activator 5-aminoimidazole-4-carboxamide-1-β-D-ribofuranoside (AICAR). AICAR treatment induced superoxide production and was linked with glomerular matrix and albuminuria reduction in the diabetic kidney. Furthermore, diabetic heterozygous superoxide dismutase 2 (Sod2+/–) mice had no evidence of increased renal disease, and Ampka2–/– mice had increased albuminuria that was not reduced with AICAR treatment. Reduction of mitochondrial superoxide production with rotenone was sufficient to reduce AMPK phosphorylation in mouse kidneys. Taken together, these results demonstrate that diabetic kidneys have reduced superoxide and mitochondrial biogenesis and activation of AMPK enhances superoxide production and mitochondrial function while reducing disease activity.

Abstract Genetically encoded biosensors have accelerated biological discovery, however many important targets such as active Ras (Ras-GTP) are difficult to sense as strategies to match a sensor’s sensitivity to the physiological range of target are lacking. Here, we use computational protein design to generate and optimize intracellular sensors of Ras activity ( LOCKR -based S ensor for Ras activity: Ras-LOCKR-S) and proximity labelers of the signaling environment of Ras ( LOCKR -based, Ras activity-dependent P roximity L abeler: Ras-LOCKR-PL). We demonstrate that our tools can measure endogenous Ras activity and environment at subcellular resolution. We illustrate the application of these tools by using them to identify Ras effectors, notably Src-Associated in Mitosis 68 kDa protein (SAM68), enriched in oncogenic EML4-Alk granules. Localizing these sensors to these granules revealed that SAM68 enhances Ras activity specifically at the granules, and SAM68 inhibition sensitizes EML4-Alk-driven cancer cells to existing drug therapies, suggesting a possible therapeutic strategy.

Abstract With resistance to most antimalarials increasing, it is imperative that new drugs are developed. We previously identified an aryl acetamide compound, MMV006833 (M-833), that inhibited the ring-stage development of newly invaded merozoites. Here, we select parasites resistant to M-833 and identify mutations in the START lipid transfer protein (PF3D7_0104200, Pf START1). Introducing Pf START1 mutations into wildtype parasites reproduces resistance to M-833 as well as to more potent analogues. Pf START1 binding to the analogues is validated using organic solvent-based Proteome Integral Solubility Alteration (Solvent PISA) assays. Imaging of invading merozoites shows the inhibitors prevent the development of ring-stage parasites potentially by inhibiting the expansion of the encasing parasitophorous vacuole membrane. The Pf START1-targeting compounds also block transmission to mosquitoes and with multiple stages of the parasite’s lifecycle being affected, Pf START1 represents a drug target with a new mechanism of action.

Abstract With emerging resistance to frontline treatments, it is vital that new antimalarial drugs are identified to target Plasmodium falciparum . We have recently described a compound, MMV020291, as a specific inhibitor of red blood cell invasion, and have generated analogues with improved potency. Here, we identify actin and profilin as putative targets of the MMV020291 series through resistance selection and whole genome sequencing of three MMV020291 resistant populations. This revealed three non-synonymous single nucleotide polymorphisms in two genes; two in profilin (N154Y, K124N) and a third one in actin-1 (M356L). Using CRISPR-Cas9, we engineered these mutations into wildtype parasites which rendered them resistant to MMV020291. We demonstrate that MMV020291 reduces actin polymerisation that is required by the merozoite stage parasites to invade red blood cells. Additionally, the series inhibits the actin-1 dependent process of apicoplast segregation, leading to a delayed death phenotype. In vitro co-sedimentation experiments using recombinant P. falciparum actin-1 and profilin proteins indicate that potent MMV020291 analogues amplify the actin-monomer sequestering effect of profilin, thereby reducing the formation of filamentous actin. Altogether, this study identifies the first compound series targeting the actin-1/profilin interaction in P. falciparum and paves the way for future antimalarial development against the highly dynamic process of actin polymerisation.