Temperatura wrzenia 5900 stopni Celsjusza i twardość diamentu w połączeniu z węglem:wolframjest najcięższym metalem, a mimo to spełnia funkcje biologiczne – szczególnie u mikroorganizmów ciepłolubnych. Zespół kierowany przez Tetyanę Milojevic z Wydziału Chemii Uniwersytetu Wiedeńskiego po raz pierwszy doniósł o rzadkichwolframinterakcji w zakresie nanometrów. Na podstawie tych ustaleń i nie tylkowolframmożna badać biogeochemię, ale także przeżywalność mikroorganizmów w warunkach kosmicznych. Wyniki ukazały się niedawno w czasopiśmieGranice w mikrobiologii.

Jako twardy i rzadki metal,wolfram, ze swoimi niezwykłymi właściwościami i najwyższą temperaturą topnienia ze wszystkich metali, jest bardzo mało prawdopodobnym wyborem dla układu biologicznego. Tylko nieliczne mikroorganizmy, takie jak archeony termofilne lub mikroorganizmy pozbawione jądra komórkowego, przystosowały się do ekstremalnych warunków środowiska wolframowego i znalazły sposób na asymilacjęwolfram. Dwa ostatnie badania przeprowadzone przez biochemiczkę i astrobiolog Tetyanę Milojevic z Katedry Chemii Biofizycznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Wiedeńskiego rzucają światło na możliwą rolę mikroorganizmów w organizmie człowieka.wolfram-wzbogacone środowisko i opisują nanoskalęwolfram- interfejs mikrobiologiczny ekstremalnie kochającego ciepło i kwas mikroorganizmu Metallosphaera sedula hodowanego zwolframzwiązki (ryc. 1, 2). To także ten mikroorganizm będzie testowany pod kątem przeżywalności podczas podróży międzygwiezdnych w przyszłych badaniach środowiska kosmicznego.Wolframmoże być w tym istotnym czynnikiem.

Zwolframpolioksometalany jako podtrzymujące życie nieorganiczne struktury dla mikrobiologicznego bioprzetwarzaniarudy wolframu

Podobnie jak ogniwa mineralne z siarczku żelaza, sztuczne polioksometalany (POM) są uważane za komórki nieorganiczne ułatwiające procesy chemiczne przed życiem i wykazujące cechy „podobne do życia”. Jednakże nie zajęto się jeszcze znaczeniem POM dla procesów podtrzymujących życie (np. oddychania drobnoustrojów). „Na przykładzie Metallosphaera sedula, który rośnie w gorącym kwasie i oddycha poprzez utlenianie metali, zbadaliśmy, czy złożone układy nieorganiczne oparte na klastrach wolframu POM mogą podtrzymać wzrost M. sedula oraz generować proliferację i podział komórek” – mówi Milojevic.

Naukowcom udało się wykazać, że stosowaniewolframoparte na nieorganicznych klastrach POM umożliwiają włączenie heterogenicznychwolframredoks do komórek drobnoustrojów. Osady metaloorganiczne na styku M. sedula i W-POM zostały rozpuszczone do zakresu nanometrów podczas owocnej współpracy z Austriackim Centrum Mikroskopii Elektronowej i Nanoanalizy (FELMI-ZFE, Graz).” Nasze odkrycia dodają inkrustowaną wolframem M. sedula do rosnącej liczby gatunków biomineralizowanych drobnoustrojów, wśród których archeony są rzadko reprezentowane” – powiedział Milojevic. Biotransformacjaminerał wolframuscheelit wykonywany przez skrajnego termoacidofila M. sedula prowadzi do rozbicia struktury scheelitu, a następnie solubilizacjiwolfram, Iwolframmineralizacja powierzchni komórek drobnoustrojów (ryc. 3). Biogennywęglik wolframupodobne nanostruktury opisane w badaniu stanowią potencjalny zrównoważony nanomateriał uzyskany w ramach przyjaznego dla środowiska projektu wspomaganego przez mikroorganizmy.

„Nasze wyniki wskazują, że tworzy się M. sedulawolfram-nośna zmineralizowana powierzchnia komórek poprzez inkrustacjępodobny do węglika wolframuzwiązków chemicznych” – wyjaśnia biochemik Milojevic. Tenwolfram- inkrustowana warstwa utworzona wokół komórek M. sedula może równie dobrze reprezentować strategię mikrobiologiczną mającą na celu wytrzymanie trudnych warunków środowiskowych, np. podczas podróży międzyplanetarnej.Wolframkapsułkowanie może służyć jako silny pancerz radioochronny przed trudnymi warunkami środowiskowymi. „Mikrobiologiczny pancerz wolframowy pozwala nam na dalsze badania przeżywalności tego mikroorganizmu w środowisku kosmicznym” – podsumowuje Milojevic.