Точка на кипене от 5900 градуса по Целзий и подобна на диамант твърдост в комбинация с въглерод: волфрамът е най-тежкият метал, но има биологични функции - особено в топлолюбивите микроорганизми. Екип, ръководен от Тетяна Милоевич от Химическия факултет на Виенския университет, докладва за първи път за редки взаимодействия между микроби и волфрам в нанометров диапазон. Въз основа на тези констатации може да се изследва не само биогеохимията на волфрама, но и оцеляването на микроорганизмите в условията на космоса. Резултатите се появиха наскоро в списанието Frontiers in Microbiology.

Като твърд и рядък метал, волфрамът, със своите изключителни свойства и най-висока точка на топене от всички метали, е много малко вероятен избор за биологична система. Само няколко микроорганизми, като термофилни археи или микроорганизми без клетъчни ядра, са се адаптирали към екстремните условия на волфрамова среда и са намерили начин да асимилират волфрама. Две скорошни проучвания на биохимика и астробиолога Тетяна Милоевич от Катедрата по биофизична химия, Химическия факултет на Виенския университет, хвърлят светлина върху възможната роля на микроорганизмите в среда, обогатена с волфрам, и описват наномащабен интерфейс волфрам-микроб от екстремния топло- и киселиннолюбив микроорганизъм Metallosphaera sedula, отгледан с волфрамови съединения (Фигури 1, 2). Също така този микроорганизъм ще бъде тестван за оцеляване по време на междузвездно пътуване в бъдещи изследвания в космическата среда. Волфрамът може да бъде съществен фактор в това.

От волфрамови полиоксометалати като животоподдържащи неорганични рамки до микробна биопреработка на волфрамови руди

Подобно на минералните клетки от железен сулфид, изкуствените полиоксометалати (POMs) се считат за неорганични клетки за улесняване на химичните процеси преди живота и показване на „живоподобни“ характеристики. Въпреки това значението на POMs за животоподдържащите процеси (напр. микробно дишане) все още не е разгледано. „Използвайки примера на Metallosphaera sedula, която расте в гореща киселина и диша чрез окисляване на метали, ние изследвахме дали сложни неорганични системи, базирани на волфрамови POM клъстери, могат да поддържат растежа на M. sedula и да генерират клетъчна пролиферация и делене“, казва Милоевич.

Учените успяха да покажат, че използването на базирани на волфрам неорганични POM клъстери позволява включването на хетерогенни волфрамови редокс видове в микробни клетки. Органометалните отлагания на границата между M. sedula и W-POM бяха разтворени до нанометров диапазон по време на ползотворно сътрудничество с Австрийския център за електронна микроскопия и наноанализ (FELMI-ZFE, Грац).“ Нашите открития добавят инкрустирания с волфрам M. sedula към нарастващите записи на биоминерализирани микробни видове, сред които рядко са представени археи“, каза Милоевич. Биотрансформацията на волфрамов минерал шеелит, извършена от екстремния термоацидофил M. sedula, води до разрушаване на структурата на шеелит, последващо разтваряне на волфрам и волфрамова минерализация на микробната клетъчна повърхност (Фигура 3). Биогенните наноструктури, подобни на волфрамов карбид, описани в изследването, представляват потенциален устойчив наноматериал, получен чрез екологично чист дизайн, подпомаган от микроби.