Een kookpunt van 5900 graden Celsius en diamantachtige hardheid in combinatie met koolstof:wolfraamis het zwaarste metaal, maar heeft toch biologische functies, vooral in warmteminnende micro-organismen. Een team onder leiding van Tetyana Milojevic van de Faculteit Scheikunde van de Universiteit van Wenen rapporteert voor het eerst zeldzame microbiële-wolfraaminteracties in het nanometerbereik. Niet alleen op basis van deze bevindingenwolfraambiogeochemie, maar ook de overlevingskansen van micro-organismen in omstandigheden in de ruimte kunnen worden onderzocht. De resultaten verschenen onlangs in het tijdschriftGrenzen in de microbiologie.

Als een hard en zeldzaam metaal,wolfraam, met zijn buitengewone eigenschappen en het hoogste smeltpunt van alle metalen, is een zeer onwaarschijnlijke keuze voor een biologisch systeem. Slechts een paar micro-organismen, zoals thermofiele archaea of ​​celkernvrije micro-organismen, hebben zich aangepast aan de extreme omstandigheden van een wolfraamomgeving en een manier gevonden om te assimilerenwolfraam. Twee recente onderzoeken door biochemicus en astrobioloog Tetyana Milojevic van de afdeling Biofysische Chemie, Faculteit Scheikunde van de Universiteit van Wenen, werpen licht op de mogelijke rol van micro-organismen in eenwolfraam-verrijkte omgeving en beschrijven een nanoschaalwolfraam-microbiële interface van het extreem hitte- en zuurminnende micro-organisme Metallosphaera sedula waarmee gekweekt iswolfraamverbindingen (figuren 1, 2). Het is ook dit micro-organisme dat zal worden getest op overlevingskansen tijdens interstellaire reizen in toekomstige studies in de ruimteomgeving.Wolfraamzou hierin een essentiële factor kunnen zijn.

Vanwolfraampolyoxometalaten als levensondersteunende anorganische raamwerken voor de microbiële bioverwerking vanwolfraam ertsen

Net als ferro-sulfide-mineraalcellen worden kunstmatige polyoxometalaten (POM's) beschouwd als anorganische cellen bij het faciliteren van chemische processen vóór het leven en die "levensechte" kenmerken vertonen. De relevantie van POM's voor levensonderhoudende processen (bijvoorbeeld microbiële ademhaling) is echter nog niet onderzocht. “Aan de hand van het voorbeeld van Metallosphaera sedula, die groeit in heet zuur en ademt door metaaloxidatie, hebben we onderzocht of complexe anorganische systemen op basis van wolfraam POM-clusters de groei van M. sedula kunnen ondersteunen en cellulaire proliferatie en deling kunnen genereren”, zegt Milojevic.

Wetenschappers konden aantonen dat het gebruik vanwolfraam-gebaseerde anorganische POM-clusters maken de integratie van heterogene clusters mogelijkwolfraamredoxsoorten in microbiële cellen. De organometallische afzettingen op het grensvlak tussen M. sedula en W-POM werden opgelost tot op nanometerniveau tijdens een vruchtbare samenwerking met het Oostenrijkse Centrum voor Elektronenmicroscopie en Nanoanalyse (FELMI-ZFE, Graz).” Onze bevindingen voegen met wolfraam ingelegde M. sedula toe aan de groeiende gegevens van biogemineraliseerde microbiële soorten, waaronder archaea zelden vertegenwoordigd zijn”, aldus Milojevic. De biotransformatie vanwolfraam mineraalscheeliet uitgevoerd door de extreem thermoacidofiele M. sedula leidt tot het breken van de scheelietstructuur, daaropvolgende oplosbaarheid vanwolfraam, Enwolfraammineralisatie van microbiële celoppervlak (Figuur 3). Het biogenewolfraamcarbide-achtige nanostructuren die in de studie worden beschreven, vertegenwoordigen een potentieel duurzaam nanomateriaal verkregen door het milieuvriendelijke, microbieel ondersteunde ontwerp.

“Onze resultaten geven aan dat M. sedula zich vormtwolfraam-dragend gemineraliseerd celoppervlak via korstvorming metwolfraamcarbide-achtigverbindingen”, legt biochemicus Milojevic uit. DitwolfraamDe ingelegde laag gevormd rond de cellen van M. sedula zou heel goed een microbiële strategie kunnen vertegenwoordigen om zware omgevingsomstandigheden te weerstaan, zoals tijdens een interplanetaire reis.Wolfraaminkapseling kan dienen als een krachtig stralingsbeschermend pantser tegen zware omgevingsomstandigheden. “Het microbiële wolfraampantser stelt ons in staat de overlevingskansen van dit micro-organisme in de ruimte verder te bestuderen”, besluit Milojevic.