끓는점은 섭씨 5900도이고 다이아몬드와 같은 경도는 탄소와 결합되어 있습니다. 텅스텐은 가장 무거운 금속이지만 특히 열을 좋아하는 미생물에서 생물학적 기능을 가지고 있습니다. 비엔나 대학 화학부 Tetyana Milojevic가 이끄는 팀은 처음으로 나노미터 범위에서 희귀한 미생물-텅스텐 상호작용을 보고했습니다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 텅스텐 생지화학뿐만 아니라 우주 공간 조건에서 미생물의 생존 가능성도 조사할 수 있습니다. 이 결과는 최근 Frontiers in Microbiology 저널에 게재되었습니다.

단단하고 희귀한 금속인 텅스텐은 특별한 특성과 모든 금속 중 가장 높은 녹는점을 갖고 있어 생물학적 시스템에서 선택될 가능성이 매우 낮습니다. 호열성 고세균이나 세포핵이 없는 미생물과 같은 소수의 미생물만이 텅스텐 환경의 극한 조건에 적응하여 텅스텐을 동화시키는 방법을 찾았습니다. 비엔나 대학교 화학부 생물물리화학과의 생화학자이자 우주생물학자인 Tetyana Milojevic의 최근 두 연구는 텅스텐이 풍부한 환경에서 미생물의 가능한 역할을 밝히고 극한의 나노규모 텅스텐-미생물 인터페이스를 설명합니다. 열과 산을 좋아하는 미생물인 Metallosphaera sedula는 텅스텐 화합물로 성장합니다(그림 1, 2). 미래의 우주 환경 연구에서 성간 여행 중 생존 가능성을 테스트할 미생물도 바로 이 미생물입니다. 텅스텐은 이것에 필수적인 요소가 될 수 있습니다.

생명을 유지하는 무기 골격인 텅스텐 폴리옥소메탈레이트부터 텅스텐 광석의 미생물 생물처리까지

황화철 광물 세포와 유사하게, 인공 폴리옥소메탈레이트(POM)는 생명 전의 화학 공정을 촉진하고 "실물과 같은" 특성을 나타내는 무기 세포로 간주됩니다. 그러나 생명 유지 과정(예: 미생물 호흡)과 POM의 관련성은 아직 다루어지지 않았습니다. Milojevic은 “뜨거운 산에서 자라며 금속 산화를 통해 호흡하는 Metallosphaera sedula의 예를 사용하여 텅스텐 POM 클러스터를 기반으로 한 복잡한 무기 시스템이 M. sedula의 성장을 유지하고 세포 증식과 분열을 일으킬 수 있는지 조사했습니다.”라고 말합니다.

과학자들은 텅스텐 기반 무기 POM 클러스터를 사용하면 이종 텅스텐 산화환원 종을 미생물 세포에 통합할 수 있음을 보여줄 수 있었습니다. M. sedula와 W-POM 사이의 경계면에 있는 유기금속 침전물은 오스트리아 전자현미경 및 나노분석 센터(FELMI-ZFE, Graz)와의 유익한 협력을 통해 나노미터 범위까지 용해되었습니다." 우리의 발견은 생광물화된 미생물 종의 증가하는 기록에 텅스텐으로 뒤덮인 M. sedula를 추가했으며, 그중 고세균은 거의 나타나지 않습니다.”라고 Milojevic은 말했습니다. 극도의 열산성균인 M. sedula에 의해 수행된 텅스텐 광물 회중석의 생체변환은 회중석 구조의 파손, 후속 텅스텐의 용해화 및 미생물 세포 표면의 텅스텐 광물화로 이어집니다(그림 3). 연구에 설명된 생체 텅스텐 카바이드 유사 나노구조는 환경 친화적인 미생물 지원 설계를 통해 얻을 수 있는 잠재적인 지속 가능한 나노물질을 나타냅니다.