Σημείο βρασμού 5900 βαθμών Κελσίου και σκληρότητα σαν διαμάντι σε συνδυασμό με άνθρακα:βολφράμιοείναι το βαρύτερο μέταλλο, αλλά έχει βιολογικές λειτουργίες-ειδικά σε μικροοργανισμούς που αγαπούν τη θερμότητα. Μια ομάδα με επικεφαλής την Tetyana Milojevic από τη Χημική Σχολή του Πανεπιστημίου της Βιέννης αναφέρουν για πρώτη φορά σπάνια μικροβιακάβολφράμιοαλληλεπιδράσεις στην περιοχή νανομέτρων. Με βάση αυτά τα ευρήματα, όχι μόνοβολφράμιοη βιογεωχημεία, αλλά και η επιβίωση των μικροοργανισμών σε συνθήκες του εξώτερου διαστήματος μπορεί να διερευνηθεί. Τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν πρόσφατα στο περιοδικόΣύνορα στη Μικροβιολογία.

Ως σκληρό και σπάνιο μέταλλο,βολφράμιο, με τις εξαιρετικές του ιδιότητες και το υψηλότερο σημείο τήξης από όλα τα μέταλλα, είναι μια πολύ απίθανη επιλογή για ένα βιολογικό σύστημα. Μόνο λίγοι μικροοργανισμοί, όπως τα θερμόφιλα αρχαία ή οι μικροοργανισμοί που δεν έχουν πυρήνα κυττάρων, έχουν προσαρμοστεί στις ακραίες συνθήκες ενός περιβάλλοντος βολφραμίου και έχουν βρει τρόπο να αφομοιωθούνβολφράμιο. Δύο πρόσφατες μελέτες από τη βιοχημική και αστροβιολόγο Tetyana Milojevic από το Τμήμα Βιοφυσικής Χημείας, Σχολή Χημείας του Πανεπιστημίου της Βιέννης, έριξαν φως στον πιθανό ρόλο των μικροοργανισμών σεβολφράμιο-εμπλουτισμένο περιβάλλον και να περιγράψει μια νανοκλίμακαβολφράμιο-μικροβιακή διεπαφή του ακραίου μικροοργανισμού που αγαπά τη θερμότητα και τα οξέα Metallosphaera sedula που αναπτύχθηκε μεβολφράμιοενώσεις (Εικόνες 1, 2). Είναι επίσης αυτός ο μικροοργανισμός που θα ελεγχθεί για επιβίωση κατά τη διάρκεια διαστρικών ταξιδιών σε μελλοντικές μελέτες στο περιβάλλον του διαστήματος.Βολφράμιοθα μπορούσε να είναι ουσιαστικός παράγοντας σε αυτό.

Απόβολφράμιοπολυοξομεταλλικά ως ανόργανα πλαίσια που διατηρούν τη ζωή στη μικροβιακή βιοεπεξεργασίαμεταλλεύματα βολφραμίου

Παρόμοια με τα μεταλλικά κύτταρα θειούχου σιδήρου, τα τεχνητά πολυοξομεταλλικά (POM) θεωρούνται ανόργανα κύτταρα για τη διευκόλυνση των χημικών διεργασιών πριν από τη ζωή και την εμφάνιση «ζωής» χαρακτηριστικών. Ωστόσο, η συνάφεια των POM με διαδικασίες διατήρησης της ζωής (π.χ. μικροβιακή αναπνοή) δεν έχει ακόμη αντιμετωπιστεί. «Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της Metallosphaera sedula, η οποία αναπτύσσεται σε ζεστό οξύ και αναπνέει μέσω της οξείδωσης μετάλλων, ερευνήσαμε εάν πολύπλοκα ανόργανα συστήματα που βασίζονται σε συστάδες POM βολφραμίου μπορούν να διατηρήσουν την ανάπτυξη του M. sedula και να δημιουργήσουν κυτταρικό πολλαπλασιασμό και διαίρεση», λέει ο Milojevic.

Οι επιστήμονες μπόρεσαν να δείξουν ότι η χρήση τουβολφράμιο-με βάση ανόργανες συστάδες POM επιτρέπει την ενσωμάτωση ετερογενώνβολφράμιοείδη οξειδοαναγωγής σε μικροβιακά κύτταρα. Οι οργανομεταλλικές εναποθέσεις στη διεπιφάνεια μεταξύ M. sedula και W-POM διαλύθηκαν μέχρι το εύρος των νανομέτρων κατά τη διάρκεια της γόνιμης συνεργασίας με το Αυστριακό Κέντρο Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας και Νανοανάλυσης (FELMI-ZFE, Graz). Τα ευρήματά μας προσθέτουν επικαλυμμένο με βολφράμιο M. sedula στα αυξανόμενα αρχεία των βιομεταλλοποιημένων μικροβιακών ειδών, μεταξύ των οποίων τα αρχαία σπάνια αντιπροσωπεύονται», είπε ο Milojevic. Ο βιομετασχηματισμός τουορυκτό βολφραμίουscheelite που εκτελείται από το ακραίο θερμοοξεόφιλο M. sedula οδηγεί σε θραύση της δομής scheelite, επακόλουθη διαλυτοποίηση τουβολφράμιο, καιβολφράμιοανοργανοποίηση της μικροβιακής κυτταρικής επιφάνειας (Εικόνα 3). Το βιογενέςκαρβίδιο βολφραμίου-Οι νανοδομές που περιγράφονται στη μελέτη αντιπροσωπεύουν ένα δυνητικό βιώσιμο νανοϋλικό που λαμβάνεται από τον φιλικό προς το περιβάλλον σχεδιασμό υποβοηθούμενο από μικροβία.

«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι σχηματίζεται το M. sedulaβολφράμιο-που φέρει ανοργανοποιημένη κυτταρική επιφάνεια μέσω επικάλυψης μεπου μοιάζει με καρβίδιο του βολφραμίουενώσεις», εξηγεί ο βιοχημικός Milojevic. Αυτόβολφράμιο-το επικαλυμμένο στρώμα που σχηματίζεται γύρω από τα κύτταρα του M. sedula μπορεί κάλλιστα να αντιπροσωπεύει μια μικροβιακή στρατηγική για να αντέχει σε σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως κατά τη διάρκεια ενός διαπλανητικού ταξιδιού.ΒολφράμιοΗ ενθυλάκωση μπορεί να χρησιμεύσει ως ισχυρή ραδιοπροστατευτική θωράκιση έναντι σκληρών περιβαλλοντικών συνθηκών. «Η μικροβιακή θωράκιση βολφραμίου μας επιτρέπει να μελετήσουμε περαιτέρω τη δυνατότητα επιβίωσης αυτού του μικροοργανισμού στο περιβάλλον του διαστήματος», καταλήγει ο Milojevic.