Um ponto de ebulição de 5.900 graus Celsius e dureza semelhante à do diamante em combinação com carbono:tungstênioé 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 casos microbianos raros-tungstêniointerações na faixa nanométrica. Com base nessas descobertas, não sótungstêniobiogeoquímica, mas também a capacidade de sobrevivência de microrganismos em condições do espaço exterior pode ser investigada. Os resultados apareceram recentemente na revistaFronteiras em Microbiologia.

Como um metal duro e raro,tungstênio, com suas propriedades extraordinárias e ponto de fusão mais alto de todos os metais, é uma escolha muito improvável para um sistema biológico. Apenas alguns microrganismos, como arqueas termofílicas ou microrganismos sem núcleo celular, adaptaram-se às condições extremas de um ambiente de tungstênio e encontraram uma maneira de assimilartungstênio. 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 numatungstênioambiente enriquecido e descrever uma nanoescalatungstênio-interface microbiana do microrganismo Metallosphaera sedula, extremamente amante do calor e dos ácidos, cultivado comtungstêniocompostos (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.Tungstêniopode ser um fator essencial para isso.

Detungstêniopolioxometalatos como estruturas inorgânicas de sustentação da vida para o bioprocessamento microbiano deminérios 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 detungstênioclusters POM inorgânicos baseados em dados permitem a incorporação de heterogêneostungstênioespécies redox 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 demineral de tungstênioscheelita realizada pelo extremo termoacidófilo M. sedula leva à quebra da estrutura da scheelita, subsequente solubilização detungstênio, etungstêniomineralização da superfície celular microbiana (Figura 3). O biogênicocarboneto de tungstênionanoestruturas semelhantes a descritas no estudo representam um potencial nanomaterial sustentável obtido pelo design assistido por micróbios ecologicamente correto.

“Nossos resultados indicam que M. sedula se formatungstênio- tendo superfície celular mineralizada através de incrustações comsemelhante a carboneto de tungstêniocompostos”, explica o bioquímico Milojevic. EssetungstênioA camada incrustada formada ao redor das células de M. sedula pode muito bem representar uma estratégia microbiana para resistir a condições ambientais adversas, como durante uma viagem interplanetária.Tungstênioo encapsulamento pode servir como uma potente armadura radioprotetora contra condições ambientais adversas. “A armadura microbiana de tungstênio nos permite estudar mais a fundo a capacidade de sobrevivência desse microrganismo no ambiente espacial”, conclui Milojevic.