Virimo temperatūra 5900 laipsnių Celsijaus ir panašus į deimantą kietumas kartu su anglimi: volframas yra sunkiausias metalas, tačiau atlieka biologines funkcijas, ypač šilumą mėgstančiuose mikroorganizmuose. Tetyana Milojevic vadovaujama komanda iš Vienos universiteto Chemijos fakulteto pirmą kartą pranešė apie retas mikrobų ir volframo sąveikas nanometrų diapazone. Remiantis šiais radiniais, galima ištirti ne tik volframo biogeochemiją, bet ir mikroorganizmų išgyvenamumą kosmoso sąlygomis. Rezultatai neseniai pasirodė žurnale Frontiers in Microbiology.

Volframas, kaip kietas ir retas metalas, pasižymintis nepaprastomis savybėmis ir aukščiausia lydymosi temperatūra iš visų metalų, yra labai mažai tikėtinas pasirinkimas biologinei sistemai. Tik keli mikroorganizmai, tokie kaip termofilinės archejos arba mikroorganizmai be ląstelių branduolių, prisitaikė prie ekstremalių volframo aplinkos sąlygų ir rado būdą, kaip pasisavinti volframą. Du neseniai atlikti biochemikės ir astrobiologės Tetyanos Milojevic iš Vienos universiteto Chemijos fakulteto Biofizinės chemijos katedros tyrimai atskleidė galimą mikroorganizmų vaidmenį volframu prisodrintoje aplinkoje ir aprašo nanoskalės volframo ir mikrobų sąsają. šilumą ir rūgštis mėgstantis mikroorganizmas Metallosphaera sedula, auginamas volframo junginiais (1, 2 pav.). Taip pat šis mikroorganizmas bus išbandytas dėl išgyvenamumo tarpžvaigždinių kelionių metu atliekant būsimus tyrimus kosminėje aplinkoje. Volframas gali būti esminis veiksnys.

Nuo volframo polioksometalatų kaip gyvybę palaikančių neorganinių karkasų iki volframo rūdų biologinio apdorojimo mikroorganizmais

Panašiai kaip geležies sulfido mineralinės ląstelės, dirbtiniai polioksometalatai (POM) yra laikomi neorganinėmis ląstelėmis, palengvinančiomis cheminius procesus prieš gyvybę ir turinčias „gyvybės“ savybes. Tačiau POM svarba gyvybės palaikymo procesams (pvz., mikrobų kvėpavimui) dar nebuvo sprendžiama. „Naudodamiesi Metallosphaera sedula, kuri auga karštoje rūgštyje ir kvėpuoja per metalo oksidaciją, pavyzdžiu, ištyrėme, ar sudėtingos neorganinės sistemos, pagrįstos volframo POM klasteriais, gali palaikyti M. sedula augimą ir generuoti ląstelių dauginimąsi bei dalijimąsi“, – sako Milojevičius.

Mokslininkai sugebėjo parodyti, kad naudojant volframo pagrindu pagamintus neorganinius POM klasterius, į mikrobų ląsteles galima įtraukti nevienalyčių volframo redokso rūšių. Vaisingo bendradarbiavimo su Austrijos elektronų mikroskopijos ir nanoanalizės centru (FELMI-ZFE, Gracas) metu organometalinės nuosėdos tarp M. sedula ir W-POM buvo ištirpintos iki nanometrų diapazono. Mūsų išvados papildo volframu inkrustuotą M. sedula prie daugėjančių biomineralizuotų mikrobų rūšių, tarp kurių archėjos yra retai atstovaujamos, įrašus“, - sakė Milojevičius. Ekstremaliojo termoacidofilo M. sedula atliekama volframo mineralinio scheelito biotransformacija lemia scheelito struktūros lūžimą, vėliau volframo tirpimą ir mikrobų ląstelių paviršiaus volframo mineralizaciją (3 pav.). Tyrime aprašytos biogeninės volframo karbido tipo nanostruktūros yra potencialiai tvari nanomedžiaga, gauta naudojant aplinkai nekenksmingą mikrobiologinį dizainą.