Un punto di ebollizione di 5900 gradi Celsius e una durezza simile al diamante in combinazione con il carbonio:tungstenoè il metallo più pesante, ma ha funzioni biologiche, specialmente nei microrganismi amanti del calore. Un team guidato da Tetyana Milojevic della Facoltà di Chimica dell’Università di Vienna riporta per la prima volta rari batteri microbicitungstenoInterazioni su scala nanometrica. Sulla base di questi risultati, non solotungstenosi può studiare la biogeochimica, ma anche la sopravvivenza dei microrganismi nello spazio. I risultati sono apparsi di recente sulla rivistaFrontiere della microbiologia.

Essendo un metallo duro e raro,tungsteno, con le sue straordinarie proprietà e il punto di fusione più alto di tutti i metalli, è una scelta molto improbabile per un sistema biologico. Solo pochi microrganismi, come gli archaea termofili o i microrganismi cellulari privi di nucleo, si sono adattati alle condizioni estreme di un ambiente di tungsteno e hanno trovato il modo di assimilaretungsteno. Due recenti studi della biochimica e astrobiologa Tetyana Milojevic del Dipartimento di Chimica Biofisica, Facoltà di Chimica dell'Università di Vienna, fanno luce sul possibile ruolo dei microrganismi nell'ambientetungsteno-ambiente arricchito e descrivere una nanoscalatungsteno-interfaccia microbica del microrganismo Metallosphaera sedula, amante del calore e degli acidi estremi, con cui è cresciutotungstenocomposti (Figure 1, 2). È anche questo microrganismo che verrà testato per la sopravvivenza durante i viaggi interstellari in futuri studi nell'ambiente spaziale.Tungstenopotrebbe essere un fattore essenziale in questo.

Datungstenopoliossometallati come strutture inorganiche di sostegno vitale per il bioprocesso microbicominerali di tungsteno

Simili alle celle minerali di solfuro ferroso, i poliossometallati artificiali (POM) sono considerati cellule inorganiche nel facilitare i processi chimici pre-vita e nel mostrare caratteristiche “simili alla vita”. Tuttavia, la rilevanza dei POM per i processi di sostentamento vitale (ad esempio, la respirazione microbica) non è stata ancora affrontata. “Utilizzando l’esempio di Metallosphaera sedula, che cresce in acido caldo e respira attraverso l’ossidazione del metallo, abbiamo studiato se sistemi inorganici complessi basati su cluster POM di tungsteno possono sostenere la crescita di M. sedula e generare proliferazione e divisione cellulare”, afferma Milojevic.

Gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che l'uso ditungstenoI cluster POM inorganici a base consentono l'incorporazione di elementi eterogeneitungstenospecie redox nelle cellule microbiche. I depositi organometallici all’interfaccia tra M. sedula e W-POM sono stati dissolti fino alla gamma dei nanometri durante la fruttuosa collaborazione con il Centro austriaco per la microscopia elettronica e la nanoanalisi (FELMI-ZFE, Graz).” I nostri risultati aggiungono M. sedula incrostata di tungsteno alla crescente documentazione di specie microbiche biomineralizzate, tra le quali gli archaea sono raramente rappresentati”, ha affermato Milojevic. La biotrasformazione diminerale di tungstenoscheelite eseguita dal termoacidofilo estremo M. sedula porta alla rottura della struttura dello scheelite, successiva solubilizzazione ditungsteno, Etungstenomineralizzazione della superficie cellulare microbica (Figura 3). Il biogenicocarburo di tungstenoLe nanostrutture simili descritte nello studio rappresentano un potenziale nanomateriale sostenibile ottenuto mediante una progettazione assistita da microbi rispettosa dell'ambiente.

“I nostri risultati indicano che si forma M. sedulatungsteno-superficie cellulare mineralizzata portante tramite incrostazione consimile al carburo di tungstenocomposti”, spiega il biochimico Milojevic. QuestotungstenoLo strato incrostato formato attorno alle cellule di M. sedula può benissimo rappresentare una strategia microbica per resistere a condizioni ambientali difficili, come durante un viaggio interplanetario.Tungstenol'incapsulamento può fungere da potente armatura radioprotettiva contro condizioni ambientali difficili. “L’armatura microbica di tungsteno ci permette di studiare ulteriormente la sopravvivenza di questo microrganismo nell’ambiente spaziale”, conclude Milojevic.