Pwynt berwi o 5900 gradd Celsius a chaledwch tebyg i ddiemwnt mewn cyfuniad â charbon: twngsten yw'r metel trymaf, ond mae ganddo swyddogaethau biolegol - yn enwedig mewn micro-organebau sy'n caru gwres. Mae tîm dan arweiniad Tetyana Milojevic o'r Gyfadran Cemeg ym Mhrifysgol Fienna yn adrodd am y tro cyntaf am ryngweithio microbaidd-twngsten prin yn yr ystod nanometr. Yn seiliedig ar y canfyddiadau hyn, nid yn unig biogeocemeg twngsten, ond hefyd i oroesiad micro-organebau mewn amodau gofod allanol. Ymddangosodd y canlyniadau yn ddiweddar yn y cyfnodolyn Frontiers in Microbiology.

Fel metel caled a phrin, mae twngsten, gyda'i briodweddau rhyfeddol a'i bwynt toddi uchaf o'r holl fetelau, yn ddewis annhebygol iawn ar gyfer system fiolegol. Dim ond ychydig o ficro-organebau, megis archaea thermoffilig neu ficro-organebau di-gnewyllyn celloedd, sydd wedi addasu i amodau eithafol amgylchedd twngsten a dod o hyd i ffordd i gymathu twngsten. Mae dwy astudiaeth ddiweddar gan y biocemegydd a'r astrobiolegydd Tetyana Milojevic o'r Adran Cemeg Bioffisegol, y Gyfadran Cemeg ym Mhrifysgol Fienna, yn taflu goleuni ar rôl bosibl micro-organebau mewn amgylchedd cyfoethog â thwngsten ac yn disgrifio rhyngwyneb twngsten-microbaidd nanoscale yr eithafol. micro-organeb sy'n caru gwres ac asid Metallosphaera sedula a dyfir gyda chyfansoddion twngsten (Ffigurau 1, 2). Y micro-organeb hwn hefyd a fydd yn cael ei brofi am oroesiad yn ystod teithio rhyngserol mewn astudiaethau yn y dyfodol yn yr amgylchedd gofod allanol. Gallai twngsten fod yn ffactor hanfodol yn hyn o beth.

O polyoxometalates twngsten fel fframweithiau anorganig sy'n cynnal bywyd i fiobrosesu microbaidd mwynau twngsten

Yn debyg i gelloedd mwynau sylffid fferrus, mae polyoxometalates artiffisial (POMs) yn cael eu hystyried fel celloedd anorganig wrth hwyluso prosesau cemegol prelife ac arddangos nodweddion "tebyg i fywyd". Fodd bynnag, nid yw perthnasedd POMs i brosesau cynnal bywyd (ee, resbiradaeth microbaidd) wedi cael sylw eto. “Gan ddefnyddio enghraifft Metallosphaera sedula, sy'n tyfu mewn asid poeth ac yn resbiradu trwy ocsidiad metel, gwnaethom ymchwilio i weld a all systemau anorganig cymhleth yn seiliedig ar glystyrau POM twngsten gynnal twf M. sedula a chynhyrchu amlhau a rhannu cellog,” meddai Milojevic.

Roedd gwyddonwyr yn gallu dangos bod defnyddio clystyrau POM anorganig yn seiliedig ar twngsten yn galluogi ymgorffori rhywogaethau rhydocs twngsten heterogenaidd i gelloedd microbaidd. Diddymwyd y dyddodion organometalig yn y rhyngwyneb rhwng M. sedula a W-POM i lawr i'r ystod nanomedr yn ystod cydweithrediad ffrwythlon gyda Chanolfan Awstria ar gyfer Microsgopeg Electron a Nano-ddadansoddi (FELMI-ZFE, Graz). Mae ein canfyddiadau yn ychwanegu M. sedula wedi'i grychu â thwngsten at gofnodion cynyddol rhywogaethau microbaidd bio-fwynol, ac anaml y caiff archaea eu cynrychioli yn eu plith,” meddai Milojevic. Mae biotransformation o scheelit mwynau twngsten a berfformir gan y thermoacidophile M. sedula eithafol yn arwain at dorri strwythur scheelit, hydoddi twngsten wedi hynny, a mwyneiddiad twngsten o arwyneb celloedd microbaidd (Ffigur 3). Mae'r nanostrwythurau biogenig tebyg i garbid twngsten a ddisgrifir yn yr astudiaeth yn cynrychioli nano-ddeunydd cynaliadwy posibl a geir gan y dyluniad â chymorth microbaidd sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd.