Et kokepunkt på 5900 grader Celsius og diamantlignende hardhet i kombinasjon med karbon:wolframer det tyngste metallet, men har likevel biologiske funksjoner – spesielt i varmekjære mikroorganismer. Et team ledet av Tetyana Milojevic fra det kjemiske fakultet ved Universitetet i Wien rapporterer for første gang sjeldne mikrobielle-wolframinteraksjoner på nanometerområdet. Basert på disse funnene, ikke barewolframbiogeokjemi, men også overlevelse av mikroorganismer i ytre romforhold kan undersøkes. Resultatene dukket nylig opp i journalenGrenser i mikrobiologi.

Som et hardt og sjeldent metall,wolfram, med sine ekstraordinære egenskaper og høyeste smeltepunkt av alle metaller, er et svært usannsynlig valg for et biologisk system. Bare noen få mikroorganismer, som termofile archaea eller cellekjernefrie mikroorganismer, har tilpasset seg de ekstreme forholdene i et wolframmiljø og funnet en måte å assimilerewolfram. To nyere studier av biokjemiker og astrobiolog Tetyana Milojevic fra Institutt for biofysisk kjemi, Det kjemiske fakultet ved Universitetet i Wien, kaster lys over mikroorganismers mulige rolle i enwolfram-anriket miljø og beskrive en nanoskalawolfram-mikrobiell grensesnitt av den ekstreme varme- og syreelskende mikroorganismen Metallosphaera sedula dyrket medwolframforbindelser (figur 1, 2). Det er også denne mikroorganismen som vil bli testet for overlevelse under interstellar reise i fremtidige studier i det ytre rom.Wolframkan være en vesentlig faktor i dette.

Frawolframpolyoksometalater som livsopprettholdende uorganiske rammer for mikrobiell bioprosessering avwolfram malm

I likhet med jernholdige sulfidmineralceller, blir kunstige polyoksometalater (POM) betraktet som uorganiske celler for å lette kjemiske prosesser før livet og vise "livslignende" egenskaper. Imidlertid er relevansen av POM for livsopprettholdende prosesser (f.eks. mikrobiell respirasjon) ennå ikke tatt opp. "Ved å bruke eksemplet med Metallosphaera sedula, som vokser i varm syre og respirerer gjennom metalloksidasjon, undersøkte vi om komplekse uorganiske systemer basert på wolfram POM-klynger kan opprettholde veksten av M. sedula og generere cellulær spredning og deling," sier Milojevic.

Forskere var i stand til å vise at bruken avwolfram-baserte uorganiske POM-klynger muliggjør inkorporering av heterogenewolframredoksarter til mikrobielle celler. De organometalliske avsetningene ved grensesnittet mellom M. sedula og W-POM ble oppløst ned til nanometerområdet under fruktbart samarbeid med det østerrikske senteret for elektronmikroskopi og nanoanalyse (FELMI-ZFE, Graz).» Funnene våre legger til wolframbelagte M. sedula til de voksende registreringene av biomineraliserte mikrobielle arter, blant hvilke arkea sjelden er representert, sier Milojevic. Biotransformasjonen avwolfram mineralscheelitt utført av den ekstreme termoacidofile M. sedula fører til brudd på scheelite struktur, påfølgende solubilisering avwolfram, ogwolframmineralisering av mikrobiell celleoverflate (figur 3). Det biogenewolframkarbid-lignende nanostrukturer beskrevet i studien representerer et potensielt bærekraftig nanomateriale oppnådd ved det miljøvennlige mikrobielt-assisterte designet.

«Våre resultater indikerer at M. sedula danneswolfram-bærende mineralisert celleoverflate via encrusting medwolframkarbid-lignendeforbindelser», forklarer biokjemiker Milojevic. Dettewolfram-belagte lag dannet rundt cellene til M. sedula kan meget vel representere en mikrobiell strategi for å tåle tøffe miljøforhold, for eksempel under en interplanetarisk reise.Wolframinnkapsling kan tjene som en kraftig strålebeskyttende rustning mot tøffe miljøforhold. "Den mikrobielle wolframrustningen lar oss videre studere overlevelsesevnen til denne mikroorganismen i det ytre rom," konkluderer Milojevic.