’n Kookpunt van 5900 grade Celsius en diamantagtige hardheid in kombinasie met koolstof: wolfram is die swaarste metaal, maar het tog biologiese funksies—veral in hitte-liefdevolle mikroörganismes. ’n Span onder leiding van Tetyana Milojevic van die Fakulteit Chemie aan die Universiteit van Wene het vir die eerste keer skaars mikrobiese-wolfram-interaksies by die nanometer-reeks aangemeld. Op grond van hierdie bevindinge kan nie net wolframbiogeochemie ondersoek word nie, maar ook die oorlewingbaarheid van mikroörganismes in buitenste ruimtetoestande. Die resultate het onlangs in die joernaal Frontiers in Microbiology verskyn.

As 'n harde en skaars metaal is wolfram, met sy buitengewone eienskappe en hoogste smeltpunt van alle metale, 'n baie onwaarskynlike keuse vir 'n biologiese stelsel. Slegs 'n paar mikroörganismes, soos termofiele archaea of ​​selkernvrye mikroörganismes, het by die uiterste toestande van 'n wolframomgewing aangepas en 'n manier gevind om wolfram te assimileer. Twee onlangse studies deur biochemikus en astrobioloog Tetyana Milojevic van die Departement Biofisiese Chemie, Fakulteit Chemie aan die Universiteit van Wene, werp lig op die moontlike rol van mikroörganismes in 'n wolfram-verrykte omgewing en beskryf 'n nanoskaal wolfram-mikrobiese koppelvlak van die uiterste hitte- en suur-liefhebbende mikro-organisme Metallosphaera sedula gekweek met wolframverbindings (Figure 1, 2). Dit is ook hierdie mikro-organisme wat getoets sal word vir oorlewing tydens interstellêre reis in toekomstige studies in die buitenste ruimte-omgewing. Wolfram kan 'n noodsaaklike faktor hierin wees.

Van wolframpolyoksometalate as lewensonderhoudende anorganiese raamwerke tot die mikrobiese bioverwerking van wolframerts

Soortgelyk aan ystersulfiedmineraalselle, word kunsmatige polioksometalate (POM's) as anorganiese selle beskou om voorlewe chemiese prosesse te fasiliteer en "lewensagtige" eienskappe te vertoon. Die relevansie van POM's vir lewensonderhoudende prosesse (bv. mikrobiese respirasie) is egter nog nie aangespreek nie. "Deur die voorbeeld van Metallosphaera sedula te gebruik, wat in warm suur groei en asemhaal deur metaaloksidasie, het ons ondersoek ingestel of komplekse anorganiese stelsels gebaseer op wolfram POM-klusters die groei van M. sedula kan onderhou en sellulêre proliferasie en verdeling kan genereer," sê Milojevic.

Wetenskaplikes kon aantoon dat die gebruik van wolfram-gebaseerde anorganiese POM-klusters die inkorporering van heterogene wolframredoksspesies in mikrobiese selle moontlik maak. Die organometaalafsettings by die raakvlak tussen M. sedula en W-POM is tot by die nanometerreeks opgelos tydens vrugbare samewerking met die Oostenrykse Sentrum vir Elektronmikroskopie en Nanoanalise (FELMI-ZFE, Graz). Ons bevindinge voeg wolfram-bedekte M. sedula by tot die groeiende rekords van gebiomineraliseerde mikrobiese spesies, waaronder archaea selde verteenwoordig word,” het Milojevic gesê. Die biotransformasie van wolframmineraal scheliet wat deur die uiterste termosidofiele M. sedula uitgevoer word, lei tot die breek van scheelietstruktuur, daaropvolgende solubilisering van wolfram en wolframmineralisering van mikrobiese seloppervlak (Figuur 3). Die biogeniese wolframkarbiedagtige nanostrukture wat in die studie beskryf word, verteenwoordig 'n potensiële volhoubare nanomateriaal wat verkry is deur die omgewingsvriendelike mikrobiese-ondersteunde ontwerp.