Ponto de ebulição de 5.900 graus Celsius e dureza semelhante à do diamante em combinação com carbono: o tungstênio é o metal mais pesado, mas tem funções biológicas – especialmente em microrganismos que gostam de calor. Uma equipe liderada por Tetyana Milojevic, da Faculdade de Química da Universidade de Viena, relatou pela primeira vez raras interações microbianas-tungstênio na faixa nanométrica. Com base nessas descobertas, não apenas a biogeoquímica do tungstênio, mas também a capacidade de sobrevivência dos microrganismos nas condições do espaço sideral podem ser investigadas. Os resultados apareceram recentemente na revista Frontiers in Microbiology.

Sendo um metal duro e raro, o tungstênio, com suas propriedades extraordinárias e o ponto de fusão mais alto de todos os metais, é uma escolha muito improvável para um sistema biológico. Apenas alguns microrganismos, como arquéias termofílicas ou microrganismos sem núcleo celular, adaptaram-se às condições extremas de um ambiente de tungstênio e encontraram uma maneira de assimilar o tungstênio. Dois estudos recentes da bioquímica e astrobióloga Tetyana Milojevic, do Departamento de Química Biofísica da Faculdade de Química da Universidade de Viena, lançaram luz sobre o possível papel dos microrganismos em um ambiente enriquecido com tungstênio e descreveram uma interface tungstênio-microbiana em nanoescala de extremo microrganismo Metallosphaera sedula, que gosta de calor e ácido, cultivado com compostos de tungstênio (Figuras 1, 2). É também este microrganismo que será testado quanto à capacidade de sobrevivência durante viagens interestelares em estudos futuros no ambiente espacial exterior. O tungstênio pode ser um fator essencial nisso.

Dos polioxometalatos de tungstênio como estruturas inorgânicas de sustentação da vida ao bioprocessamento microbiano de minérios de tungstênio

Semelhante às células minerais de sulfeto ferroso, os polioxometalatos artificiais (POMs) são considerados células inorgânicas por facilitarem os processos químicos pré-vida e exibirem características “semelhantes à vida”. Contudo, a relevância dos POMs para os processos de manutenção da vida (por exemplo, respiração microbiana) ainda não foi abordada. “Usando o exemplo da Metallosphaera sedula, que cresce em ácido quente e respira através da oxidação de metais, investigamos se sistemas inorgânicos complexos baseados em aglomerados de POM de tungstênio podem sustentar o crescimento de M. sedula e gerar proliferação e divisão celular”, diz Milojevic.

Os cientistas conseguiram mostrar que o uso de clusters POM inorgânicos baseados em tungstênio permite a incorporação de espécies redox heterogêneas de tungstênio em células microbianas. Os depósitos organometálicos na interface entre M. sedula e W-POM foram dissolvidos até a faixa nanométrica durante a cooperação frutífera com o Centro Austríaco de Microscopia Eletrônica e Nanoanálise (FELMI-ZFE, Graz). Nossas descobertas acrescentam M. sedula incrustada de tungstênio aos registros crescentes de espécies microbianas biomineralizadas, entre as quais archaea raramente são representadas”, disse Milojevic. A biotransformação da scheelita mineral de tungstênio realizada pelo termoacidófilo extremo M. sedula leva à quebra da estrutura da scheelita, subsequente solubilização do tungstênio e mineralização do tungstênio da superfície celular microbiana (Figura 3). As nanoestruturas biogênicas semelhantes a carboneto de tungstênio descritas no estudo representam um potencial nanomaterial sustentável obtido pelo design assistido por micróbios ecologicamente correto.