Bod varu 5900 stupňů Celsia a tvrdost podobná diamantu v kombinaci s uhlíkem:wolframje nejtěžší kov, přesto má biologické funkce – zejména u teplomilných mikroorganismů. Tým vedený Tetyanou Milojevic z Fakulty chemie Vídeňské univerzity poprvé hlásí vzácné mikrobiálníwolframinterakce v rozsahu nanometrů. Nejen na základě těchto zjištěníwolframbiogeochemie, ale také schopnost přežití mikroorganismů v podmínkách kosmického prostoru. Výsledky se nedávno objevily v časopiseHranice v mikrobiologii.

Jako tvrdý a vzácný kov,wolfram, se svými mimořádnými vlastnostmi a nejvyšší teplotou tání ze všech kovů, je velmi nepravděpodobnou volbou pro biologický systém. Pouze několik mikroorganismů, jako jsou termofilní archaea nebo mikroorganismy bez buněčných jader, se adaptovaly na extrémní podmínky wolframového prostředí a našly způsob, jak asimilovatwolfram. Dvě nedávné studie biochemičky a astrobioložky Tetyany Milojevic z katedry biofyzikální chemie Fakulty chemické Vídeňské univerzity objasnily možnou roli mikroorganismů vwolfram-obohacené prostředí a popsat nanoměřítkowolfram-mikrobiální rozhraní extrémně teplo- a kyselomilného mikroorganismu Metallosphaera sedula pěstovaného swolframsloučenin (obrázky 1, 2). Je to také tento mikroorganismus, který bude testován na přežití během mezihvězdného cestování v budoucích studiích ve vesmírném prostředí.Wolframmůže být v tomto zásadním faktorem.

Zwolframpolyoxometaláty jako život udržující anorganické struktury pro mikrobiální biologické zpracováníwolframové rudy

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 použitíwolframanorganické POM klastry na bázi umožňuje začlenění heterogenníchwolframredoxních 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. Biotransformacewolframový minerálscheelit prováděný extrémním termoacidofilem M. sedula vede k porušení struktury scheelitu, následné solubilizaciwolframawolframmineralizace povrchu mikrobiálních buněk (obrázek 3). Biogenníkarbid wolframu-like nanostruktury popsané ve studii představují potenciální udržitelný nanomateriál získaný ekologicky šetrným mikrobiálně asistovaným designem.

„Naše výsledky ukazují, že se tvoří M. sedulawolfram-nesoucí mineralizovaný buněčný povrch prostřednictvím inkrustace spodobný karbidu wolframusloučenin,“ vysvětluje biochemik Milojevic. Tentowolfram- inkrustovaná vrstva vytvořená kolem buněk M. sedula může velmi dobře představovat mikrobiální strategii, jak odolat drsným podmínkám prostředí, jako například během meziplanetární cesty.Wolframzapouzdření může sloužit jako silný radioprotektivní pancíř proti drsným podmínkám prostředí. „Mikrobiální wolframový pancíř nám ​​umožňuje dále studovat přežití tohoto mikroorganismu ve vesmírném prostředí,“ uzavírá Milojevic.