נקודת רתיחה של 5900 מעלות צלזיוס וקשיות דמוית יהלום בשילוב עם פחמן: טונגסטן היא המתכת הכבדה ביותר, אך יש לה תפקידים ביולוגיים - במיוחד במיקרואורגניזמים אוהבי חום. צוות בראשות טטיאנה מילוייביץ' מהפקולטה לכימיה באוניברסיטת וינה מדווח לראשונה על אינטראקציות מיקרוביאליות-טונגסטן נדירות בטווח הננומטר. בהתבסס על ממצאים אלה, ניתן לחקור לא רק ביוגיאוכימיה של טונגסטן, אלא גם את יכולת ההישרדות של מיקרואורגניזמים בתנאי החלל החיצון. התוצאות הופיעו לאחרונה בכתב העת Frontiers in Microbiology.

כמתכת קשה ונדירה, טונגסטן, עם תכונותיו יוצאות הדופן ונקודת ההיתוך הגבוהה ביותר מכל המתכות, הוא בחירה מאוד לא סבירה עבור מערכת ביולוגית. רק מיקרואורגניזמים מעטים, כמו ארכאה תרמופילית או מיקרואורגניזמים נטולי גרעין תאים, הסתגלו לתנאים הקיצוניים של סביבת טונגסטן ומצאו דרך להטמיע טונגסטן. שני מחקרים עדכניים של הביוכימאית והאסטרוביולוגית טטיאנה מילוייביץ' מהמחלקה לכימיה ביו-פיזיקלית, הפקולטה לכימיה באוניברסיטת וינה, שופכים אור על התפקיד האפשרי של מיקרואורגניזמים בסביבה מועשרת בטונגסטן ומתארים ממשק טונגסטן-מיקרוביאלי בקנה מידה ננומטרי של האקסטרים. מיקרואורגניזם חובב חום וחומצה Metallosphaera sedula שגדל עם תרכובות טונגסטן (איורים 1, 2). זה גם מיקרואורגניזם זה שייבחן עבור שרידות במהלך מסע בין כוכבי במחקרים עתידיים בסביבת החלל החיצון. טונגסטן יכול להיות גורם חיוני בכך.

מפוליאוקסמטלטים של טונגסטן כמסגרות אנאורגניות מקיימות חיים ועד לעיבוד ביולוגי מיקרוביאלי של עפרות טונגסטן

בדומה לתאי מינרלים גופרתי ברזליים, polyoxometalates מלאכותיים (POMs) נחשבים כתאים אנאורגניים בהקלה על תהליכים כימיים לפני החיים ומציגים מאפיינים "כמו חיים". עם זאת, הרלוונטיות של POMs לתהליכים מקיימים חיים (למשל, נשימה מיקרוביאלית) טרם טופלה. "באמצעות הדוגמה של Metallosphaera sedula, שגדל בחומצה חמה ונושמת באמצעות חמצון מתכת, חקרנו האם מערכות אנאורגניות מורכבות המבוססות על צבירי טונגסטן POM יכולות לקיים את הצמיחה של M. sedula וליצור שגשוג וחלוקה תאית", אומר מילוייביץ'.

מדענים הצליחו להראות כי השימוש בצברי POM אנאורגניים מבוססי טונגסטן מאפשר שילוב של מיני חיזור טונגסטן הטרוגניים בתאים מיקרוביאליים. המשקעים האורנו-מתכתיים בממשק בין M. sedula ו-W-POM הומסו עד לטווח הננומטר במהלך שיתוף פעולה פורה עם המרכז האוסטרי למיקרוסקופיה וננואנליזה של אלקטרונים (FELMI-ZFE, גראץ). הממצאים שלנו מוסיפים M. sedula מכוסה טונגסטן לרישומים ההולכים וגדלים של מינים של חיידקים בעלי בימינרליזציה, שביניהם ארכיאות מיוצגות רק לעתים רחוקות", אמר מילוייביץ'. הטרנספורמציה הביו-טרנספורמציה של מינרלי טונגסטן שבוצע על ידי התרמואצידופיל הקיצוני M. sedula מובילה לשבירה של מבנה scheelite, מסיסות לאחר מכן של טונגסטן, ומינרליזציה של טונגסטן של פני השטח של התא המיקרוביאלי (איור 3). הננו-מבנים הביוגניים דמויי טונגסטן קרביד המתוארים במחקר מייצגים ננו-חומר בר-קיימא פוטנציאלי המתקבל על ידי העיצוב הידידותי לסביבה בעזרת מיקרוביאליות.