დუღილის წერტილი 5900 გრადუსი ცელსიუსით და ალმასის მსგავსი სიმტკიცე ნახშირბადთან ერთად: ვოლფრამი ყველაზე მძიმე ლითონია, მაგრამ აქვს ბიოლოგიური ფუნქციები, განსაკუთრებით სითბოს მოყვარულ მიკროორგანიზმებში. ჯგუფი, რომელსაც ხელმძღვანელობს ტეტიანა მილოევიჩი ვენის უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტიდან, პირველად აცნობებს იშვიათი მიკრობული-ვოლფრამის ურთიერთქმედების შესახებ ნანომეტრულ დიაპაზონში. ამ აღმოჩენებზე დაყრდნობით, შესაძლებელია არა მხოლოდ ვოლფრამის ბიოგეოქიმიის, არამედ მიკროორგანიზმების გადარჩენის უნარის გამოკვლევა კოსმოსურ პირობებში. შედეგები ცოტა ხნის წინ გამოჩნდა ჟურნალ Frontiers in Microbiology-ში.

როგორც მძიმე და იშვიათი ლითონი, ვოლფრამი, თავისი არაჩვეულებრივი თვისებებით და ყველა ლითონს შორის ყველაზე მაღალი დნობის წერტილით, ბიოლოგიური სისტემისთვის ძალიან საეჭვო არჩევანია. მხოლოდ რამდენიმე მიკროორგანიზმა, როგორიცაა თერმოფილური არქეა ან უჯრედული ბირთვისგან თავისუფალი მიკროორგანიზმები, შეეგუა ვოლფრამის გარემოს ექსტრემალურ პირობებს და იპოვეს ვოლფრამის ათვისების გზა. ბიოქიმიკოსისა და ასტრობიოლოგის ტეტიანა მილოევიჩის ორი ბოლოდროინდელი კვლევა ვენის უნივერსიტეტის ბიოფიზიკური ქიმიის დეპარტამენტიდან, ნათელს მოჰფენს მიკროორგანიზმების შესაძლო როლს ვოლფრამით გამდიდრებულ გარემოში და აღწერს ნანომასშტაბიან ვოლფრამ-მიკრობულ ინტერფეისს. სითბოს და მჟავას მოყვარული მიკროორგანიზმი Metallosphaera sedula გაიზარდა ვოლფრამის ნაერთებით (სურათები 1, 2). ეს არის ასევე ეს მიკროორგანიზმი, რომელიც შემოწმდება ვარსკვლავთშორისი მოგზაურობის დროს გადარჩენისთვის კოსმოსურ გარემოში მომავალ კვლევებში. ვოლფრამი შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი ფაქტორი ამაში.

ვოლფრამის პოლიოქსომეტალატებიდან, როგორც სიცოცხლის მდგრადი არაორგანული ჩარჩოებიდან დაწყებული ვოლფრამის მადნების მიკრობული ბიოდამუშავებით

შავი სულფიდის მინერალური უჯრედების მსგავსად, ხელოვნური პოლიოქსომეტალატები (POMs) განიხილება, როგორც არაორგანული უჯრედები, რომლებიც ხელს უწყობენ წინასწარი სიცოცხლისუნარიან ქიმიურ პროცესებს და აჩვენებენ „სიცოცხლის მსგავსი“ მახასიათებლებს. თუმცა, POM-ების შესაბამისობა სიცოცხლის შენარჩუნების პროცესებთან (მაგ., მიკრობული სუნთქვა) ჯერ არ არის განხილული. „Metallosphaera sedula-ის მაგალითის გამოყენებით, რომელიც იზრდება ცხელ მჟავაში და სუნთქავს ლითონის დაჟანგვის გზით, ჩვენ გამოვიკვლიეთ, შეუძლიათ თუ არა ვოლფრამის POM მტევნებზე დაფუძნებული რთული არაორგანული სისტემების შენარჩუნება M. sedula-ს ზრდას და უჯრედების გამრავლებასა და დაყოფას“, - ამბობს მილოევიჩი.

მეცნიერებმა შეძლეს აჩვენონ, რომ ვოლფრამიზე დაფუძნებული არაორგანული POM კლასტერების გამოყენება საშუალებას აძლევს ვოლფრამის ჰეტეროგენული რედოქსის სახეობების შეყვანას მიკრობულ უჯრედებში. ორგანული მეტალის საბადოები M. sedula-სა და W-POM-ს შორის ინტერფეისზე დაიშალა ნანომეტრამდე დიაპაზონში ნაყოფიერი თანამშრომლობის დროს ავსტრიის ელექტრონულ მიკროსკოპისა და ნანოანალიზის ცენტრთან (FELMI-ZFE, Graz). ჩვენი აღმოჩენები ემატება ვოლფრამით მოჭედილი M. sedula ბიომინერალიზებული მიკრობული სახეობების მზარდ ჩანაწერებს, რომელთა შორის არქეა იშვიათად არის წარმოდგენილი“, - თქვა მილოევიჩმა. ექსტრემალური თერმოაციდოფილი M. sedula-ს მიერ შესრულებული ვოლფრამის მინერალური შილიტის ბიოტრანსფორმაცია იწვევს შიელიტის სტრუქტურის რღვევას, ვოლფრამის შემდგომ ხსნადობას და მიკრობული უჯრედის ზედაპირის ვოლფრამის მინერალიზაციას (სურათი 3). კვლევაში აღწერილი ბიოგენური ვოლფრამის კარბიდის მსგავსი ნანოსტრუქტურები წარმოადგენს პოტენციურ მდგრად ნანომასალას, რომელიც მიღებულ იქნა ეკოლოგიურად სუფთა მიკრობული დიზაინით.