Bod varu 5900 stupňů Celsia a tvrdost podobná diamantu v kombinaci s uhlíkem: wolfram je nejtěžší kov, přesto má biologické funkce – zejména u teplomilných mikroorganismů. Tým vedený Tetyanou Milojevic z Fakulty chemie Vídeňské univerzity poprvé uvádí vzácné mikrobiální interakce s wolframem v rozsahu nanometrů. Na základě těchto poznatků lze zkoumat nejen biogeochemii wolframu, ale také přežití mikroorganismů v podmínkách kosmického prostoru. Výsledky se nedávno objevily v časopise Frontiers in Microbiology.

Jako tvrdý a vzácný kov je wolfram se svými mimořádnými vlastnostmi a nejvyšším bodem tání ze všech kovů velmi nepravděpodobnou volbou pro biologický systém. Pouze několik mikroorganismů, jako jsou termofilní archaea nebo mikroorganismy bez buněčných jader, se adaptovaly na extrémní podmínky prostředí wolframu a našly způsob, jak asimilovat wolfram. Dvě nedávné studie biochemičky a astrobioložky Tetyany Milojevic z Ústavu biofyzikální chemie Fakulty chemické Vídeňské univerzity osvětlují možnou roli mikroorganismů v prostředí obohaceném wolframem a popisují nanorozměrové rozhraní wolfram-mikrobiální extrémní teplo a kyselinomilný mikroorganismus Metallosphaera sedula pěstovaný s wolframovými sloučeninami (obrázky 1, 2). Je to také tento mikroorganismus, který bude testován na přežití během mezihvězdného cestování v budoucích studiích ve vesmírném prostředí. Wolfram by v tom mohl být zásadním faktorem.

Od polyoxometalátů wolframu jako anorganických struktur pro udržení života až po mikrobiální biologické zpracování wolframových rud

Podobně jako minerální buňky sulfidu železnatého jsou umělé polyoxometaláty (POM) považovány za anorganické buňky, které usnadňují chemické procesy před životem a vykazují vlastnosti „podobné životu“. Nicméně význam POM pro život udržující procesy (např. mikrobiální dýchání) dosud nebyl řešen. „Na příkladu Metallosphaera sedula, který roste v horké kyselině a dýchá oxidací kovů, jsme zkoumali, zda složité anorganické systémy založené na wolframových POM klastrech mohou udržet růst M. sedula a generovat buněčnou proliferaci a dělení,“ říká Milojevic.

Vědci byli schopni prokázat, že použití anorganických POM klastrů na bázi wolframu umožňuje začlenění heterogenních wolframových redoxních druhů do mikrobiálních buněk. Organokovové depozity na rozhraní mezi M. sedula a W-POM byly rozpuštěny až do rozsahu nanometrů během plodné spolupráce s Rakouským centrem pro elektronovou mikroskopii a nanoanalýzu (FELMI-ZFE, Graz).“ Naše zjištění přidávají M. sedula pokrytou wolframem k rostoucím záznamům biomineralizovaných mikrobiálních druhů, mezi nimiž jsou archaea zastoupeny jen zřídka,“ řekl Milojevic. Biotransformace scheelitu wolframového minerálu prováděná extrémním termoacidofilem M. sedula vede k porušení struktury scheelitu, následné solubilizaci wolframu a mineralizaci wolframu na povrchu mikrobiálních buněk (obr. 3). Biogenní nanostruktury podobné karbidu wolframu popsané ve studii představují potenciální udržitelný nanomateriál získaný ekologicky šetrným mikrobiálním designem.