Un point d'ébullition de 5900 degrés Celsius et une dureté semblable à celle du diamant en combinaison avec le carbone :tungstèneest le métal le plus lourd, mais il possède des fonctions biologiques, en particulier chez les micro-organismes qui aiment la chaleur. Une équipe dirigée par Tetyana Milojevic de la Faculté de chimie de l'Université de Vienne signale pour la première fois des microbes rarestungstèneinteractions à l’échelle nanométrique. Sur la base de ces résultats, non seulementtungstènela biogéochimie, mais aussi la capacité de survie des micro-organismes dans des conditions spatiales peuvent être étudiées. Les résultats sont parus récemment dans la revueFrontières de la microbiologie.

En tant que métal dur et rare,tungstène, avec ses propriétés extraordinaires et son point de fusion le plus élevé de tous les métaux, est un choix très improbable pour un système biologique. Seuls quelques micro-organismes, tels que les archées thermophiles ou les micro-organismes sans noyau cellulaire, se sont adaptés aux conditions extrêmes d'un environnement tungstène et ont trouvé un moyen de s'assimiler.tungstène. Deux études récentes réalisées par la biochimiste et astrobiologiste Tetyana Milojevic du Département de chimie biophysique de la Faculté de chimie de l'Université de Vienne, mettent en lumière le rôle possible des micro-organismes dans untungstène-environnement enrichi et décrire une échelle nanométriquetungstène-interface microbienne du micro-organisme Metallosphaera sedula, aimant la chaleur extrême et les acides, cultivé avectungstènecomposés (Figures 1, 2). C’est également ce micro-organisme qui sera testé pour sa capacité de survie lors de voyages interstellaires lors de futures études dans l’environnement spatial.Tungstènepourrait être un facteur essentiel à cet égard.

Depuistungstènepolyoxométalates en tant que structures inorganiques vitales pour le biotraitement microbien desminerais de tungstène

Semblables aux cellules minérales de sulfure ferreux, les polyoxométalates artificiels (POM) sont considérés comme des cellules inorganiques car ils facilitent les processus chimiques pré-vie et présentent des caractéristiques « réalistes ». Cependant, la pertinence des POM pour les processus essentiels au maintien de la vie (par exemple, la respiration microbienne) n'a pas encore été abordée. "En utilisant l'exemple de Metallosphaera sedula, qui se développe dans l'acide chaud et respire par oxydation des métaux, nous avons étudié si des systèmes inorganiques complexes basés sur des amas de POM de tungstène pouvaient soutenir la croissance de M. sedula et générer une prolifération et une division cellulaires", explique Milojevic.

Les scientifiques ont pu montrer que l'utilisation detungstèneLes clusters POM inorganiques basés sur les clusters permettent l'incorporation detungstèneespèces redox dans les cellules microbiennes. Les dépôts organométalliques à l’interface entre M. sedula et W-POM ont été dissous jusqu’à l’échelle nanométrique au cours d’une coopération fructueuse avec le Centre autrichien de microscopie électronique et de nanoanalyse (FELMI-ZFE, Graz). Nos résultats ajoutent M. sedula incrusté de tungstène aux enregistrements croissants d’espèces microbiennes biominéralisées, parmi lesquelles les archées sont rarement représentées », a déclaré Milojevic. La biotransformation deminéral de tungstènela scheelite réalisée par le thermoacidophile extrême M. sedula conduit à la rupture de la structure de la scheelite, à la solubilisation ultérieure detungstène, ettungstèneminéralisation de la surface des cellules microbiennes (Figure 3). Le biogéniquecarbure de tungstèneLes nanostructures similaires décrites dans l'étude représentent un nanomatériau durable potentiel obtenu par une conception assistée par microbes respectueuse de l'environnement.

«Nos résultats indiquent que M. sedula formetungstène-portant une surface cellulaire minéralisée par incrustation desemblable au carbure de tungstènecomposés », explique le biochimiste Milojevic. Cetungstène-La couche incrustée formée autour des cellules de M. sedula pourrait très bien représenter une stratégie microbienne pour résister à des conditions environnementales difficiles, comme lors d'un voyage interplanétaire.Tungstènel’encapsulation peut servir de puissante armure radioprotectrice contre des conditions environnementales difficiles. "L'armure microbienne en tungstène nous permet d'étudier plus en détail la capacité de survie de ce micro-organisme dans un environnement spatial", conclut Milojevic.