Kiehumispiste 5900 celsiusastetta ja timanttimainen kovuus yhdessä hiilen kanssa:volframion raskain metalli, mutta sillä on kuitenkin biologisia tehtäviä - erityisesti lämpöä rakastavissa mikro-organismeissa. Tetyana Milojevicin johtama ryhmä Wienin yliopiston kemian tiedekunnasta raportoi ensimmäistä kertaa harvinaisista mikrobi-volframivuorovaikutuksia nanometrialueella. Näiden havaintojen perusteella ei vainvolframibiogeokemiaa, mutta myös mikro-organismien selviytymiskykyä ulkoavaruuden olosuhteissa voidaan tutkia. Tulokset ilmestyivät äskettäin lehdessäMikrobiologian rajat.

Kovana ja harvinaisena metallinavolframi, jolla on poikkeukselliset ominaisuudet ja kaikkien metallien korkein sulamispiste, on erittäin epätodennäköinen valinta biologiselle järjestelmälle. Vain harvat mikro-organismit, kuten termofiiliset arkeat tai soluytimättömät mikro-organismit, ovat sopeutuneet volframiympäristön äärimmäisiin olosuhteisiin ja löytäneet tavan assimiloituavolframi. Kaksi äskettäistä biokemisti ja astrobiologi Tetyana Milojevicin tutkimusta Wienin yliopiston kemian tiedekunnan biofysikaalisen kemian laitokselta valaisevat mikro-organismien mahdollista rooliavolframi-rikastettu ympäristö ja kuvata nanomittakaavavolframi- äärimmäisen lämpöä ja happoa rakastavan Metallosphaera sedulan mikro-organismin rajapintavolframiyhdisteet (kuvat 1, 2). Juuri tämän mikro-organismin selviytymiskykyä testataan myös tähtienvälisen matkan aikana tulevissa tutkimuksissa ulkoavaruusympäristössä.Volframivoi olla olennainen tekijä tässä.

Fromvolframipolyoksometalaatteja elämää ylläpitävinä epäorgaanisina rakenteina mikrobien bioprosessoinnissavolframimalmit

Samoin kuin rauta(II)sulfidimineraalisoluja, keinotekoisia polyoksometalaatteja (POM) pidetään epäorgaanisina soluina, jotka helpottavat elämää edeltäviä kemiallisia prosesseja ja osoittavat "elämänomaisia" ominaisuuksia. POM:ien merkitystä elämää ylläpitäville prosesseille (esim. mikrobien hengitys) ei kuitenkaan ole vielä käsitelty. "Käyttämällä esimerkkiä Metallosphaera sedulasta, joka kasvaa kuumassa hapossa ja hengittää metallin hapettumisen kautta, tutkimme, voivatko volframi-POM-klusteriin perustuvat monimutkaiset epäorgaaniset järjestelmät ylläpitää M. sedulan kasvua ja synnyttää solujen lisääntymistä ja jakautumista", Milojevic sanoo.

Tutkijat pystyivät osoittamaan, että käyttövolframi-pohjaiset epäorgaaniset POM-klusterit mahdollistavat heterogeenisten yhdistämisenvolframiredox-lajit mikrobisoluiksi. Organometalliset kerrostumat M. sedulan ja W-POM:n välisellä rajapinnalla liukenivat nanometrialueelle hedelmällisen yhteistyön aikana Itävallan elektronimikroskooppi- ja nanoanalyysikeskuksen (FELMI-ZFE, Graz) kanssa. Löytömme lisäävät volframipinnoitetun M. sedulan kasvavaan biomineralisoituneiden mikrobilajien luetteloon, joiden joukossa arkeat ovat harvoin edustettuina, Milojevic sanoi. Biotransformaatiovolframi mineraaliÄärimmäisen termoasidofiilin M. sedulan suorittama scheeliitti johtaa scheeliittirakenteen rikkoutumiseen ja myöhempäänvolframi, javolframimikrobisolun pinnan mineralisaatio (kuva 3). Biogeeninenvolframikarbidi-tutkimuksessa kuvatut nanorakenteet edustavat mahdollista kestävää nanomateriaalia, joka on saatu ympäristöystävällisellä mikrobiavusteisella suunnittelulla.

”Tuloksemme osoittavat, että M. sedula muodostuuvolframi-kantavaa mineralisoitunutta solun pintaa peittämällävolframikarbidin kaltainenyhdisteitä", selittää biokemisti Milojevic. Tämävolframi- M. sedulan solujen ympärille muodostunut pinnoitettu kerros voi hyvin edustaa mikrobistrategiaa kestämään ankaria ympäristöolosuhteita, kuten planeettojen välisen matkan aikana.Volframikapselointi voi toimia tehokkaana säteilyä suojaavana panssarina ankaria ympäristöolosuhteita vastaan. "Mikrobinen volframipanssari antaa meille mahdollisuuden tutkia tarkemmin tämän mikro-organismin selviytymistä ulkoavaruusympäristössä", Milojevic päättää.