Et kogepunkt på 5900 grader Celsius og diamantlignende hårdhed i kombination med kulstof:wolframer det tungeste metal, men har dog biologiske funktioner - især i varmeelskende mikroorganismer. Et hold ledet af Tetyana Milojevic fra Det Kemiske Fakultet ved Wiens Universitet rapporterer for første gang sjældne mikrobielle-wolframinteraktioner på nanometerområdet. Baseret på disse resultater, ikke kunwolframbiogeokemi, men også mikroorganismers overlevelse i ydre rumforhold kan undersøges. Resultaterne udkom for nylig i journalenGrænser i mikrobiologi.

Som et hårdt og sjældent metal,wolfram, med dets ekstraordinære egenskaber og højeste smeltepunkt af alle metaller, er et meget usandsynligt valg for et biologisk system. Kun få mikroorganismer, såsom termofile archaea eller cellekernefri mikroorganismer, har tilpasset sig de ekstreme forhold i et wolframmiljø og fundet en måde at assimilerewolfram. To nyere undersøgelser udført af biokemiker og astrobiolog Tetyana Milojevic fra Institut for Biofysisk Kemi, Det Kemiske Fakultet ved Universitetet i Wien, kaster lys over mikroorganismers mulige rolle i enwolfram-beriget miljø og beskrive en nanoskalawolfram-mikrobiel grænseflade af den ekstreme varme- og syreelskende mikroorganisme Metallosphaera sedula dyrket medwolframforbindelser (figur 1, 2). Det er også denne mikroorganisme, der vil blive testet for overlevelsesevne under interstellar rejse i fremtidige undersøgelser i det ydre rummiljø.Wolframkunne være en væsentlig faktor i dette.

Frawolframpolyoxometalater som livsopretholdende uorganiske rammer til den mikrobielle biobearbejdning afwolfram malme

I lighed med jernholdige sulfidmineralceller betragtes kunstige polyoxometalater (POM'er) som uorganiske celler ved at lette kemiske processer før livet og udvise "livslignende" egenskaber. Imidlertid er relevansen af ​​POM'er for livsopretholdende processer (f.eks. mikrobiel respiration) endnu ikke blevet behandlet. "Ved at bruge eksemplet med Metallosphaera sedula, som vokser i varm syre og respirerer gennem metaloxidation, undersøgte vi, om komplekse uorganiske systemer baseret på wolfram POM-klynger kan opretholde væksten af ​​M. sedula og generere cellulær spredning og deling," siger Milojevic.

Forskere var i stand til at vise, at brugen afwolfram-baserede uorganiske POM-klynger muliggør inkorporering af heterogenewolframredoxarter ind i mikrobielle celler. De organometalliske aflejringer ved grænsefladen mellem M. sedula og W-POM blev opløst ned til nanometerområdet under et frugtbart samarbejde med det østrigske center for elektronmikroskopi og nanoanalyse (FELMI-ZFE, Graz). Vores resultater tilføjer wolfram-belagte M. sedula til de voksende registreringer af biomineraliserede mikrobielle arter, blandt hvilke archaea sjældent er repræsenteret,” sagde Milojevic. Biotransformationen afwolfram mineralscheelite udført af den ekstreme termoacidofile M. sedula fører til brud af scheelite struktur, efterfølgende solubilisering afwolfram, ogwolframmineralisering af mikrobiel celleoverflade (figur 3). Det biogenewolframcarbid-lignende nanostrukturer beskrevet i undersøgelsen repræsenterer et potentielt bæredygtigt nanomateriale opnået ved det miljøvenlige mikrobiel-assisteret design.

”Vores resultater indikerer, at M. sedula danneswolfram-bærende mineraliseret celleoverflade via encrusting medwolframcarbid-lignendeforbindelser,” forklarer biokemiker Milojevic. Dennewolfram-indkapslet lag dannet omkring cellerne i M. sedula kan meget vel repræsentere en mikrobiel strategi til at modstå barske miljøforhold, såsom under en interplanetarisk rejse.Wolframindkapsling kan tjene som en potent radiobeskyttende rustning mod barske miljøforhold. "Det mikrobielle wolframpanser giver os mulighed for yderligere at studere denne mikroorganismes overlevelsesevne i det ydre rum," konkluderer Milojevic.