Un punct de fierbere de 5900 de grade Celsius și duritate asemănătoare diamantului în combinație cu carbonul: wolfram este cel mai greu metal, dar are funcții biologice, în special în microorganismele iubitoare de căldură. O echipă condusă de Tetyana Milojevic de la Facultatea de Chimie a Universității din Viena raportează pentru prima dată interacțiuni rare dintre microbi și tungsten la intervalul de nanometri. Pe baza acestor constatări, poate fi investigată nu numai biogeochimia tungstenului, ci și capacitatea de supraviețuire a microorganismelor în condițiile spațiului cosmic. Rezultatele au apărut recent în revista Frontiers in Microbiology.

Ca metal dur și rar, wolfram, cu proprietățile sale extraordinare și cel mai înalt punct de topire dintre toate metalele, este o alegere foarte puțin probabilă pentru un sistem biologic. Doar câteva microorganisme, precum arheile termofile sau microorganismele fără nucleu celular, s-au adaptat la condițiile extreme ale unui mediu cu wolfram și au găsit o modalitate de a asimila wolfram. Două studii recente ale biochimistului și astrobiologului Tetyana Milojevic de la Departamentul de Chimie Biofizică, Facultatea de Chimie a Universității din Viena, aruncă lumină asupra posibilului rol al microorganismelor într-un mediu îmbogățit cu wolfram și descriu o interfață tungsten-microbiană la scară nanometrică de extremă. Microorganism iubitor de căldură și acid, Metallosphaera sedula, crescut cu compuși de wolfram (Figurile 1, 2). De asemenea, acest microorganism va fi testat pentru supraviețuire în timpul călătoriilor interstelare în studiile viitoare în mediul spațiului cosmic. Tungstenul ar putea fi un factor esențial în acest sens.

De la polioxometalații de wolfram ca cadre anorganice care susțin viața până la bioprocesarea microbiană a minereurilor de tungsten

Similar cu celulele minerale de sulfură feroasă, polioxometalații artificiali (POM) sunt considerați celule anorganice în facilitarea proceselor chimice înainte de viață și afișând caracteristici „asemănătoare vieții”. Cu toate acestea, relevanța POM pentru procesele de susținere a vieții (de exemplu, respirația microbiană) nu a fost încă abordată. „Folosind exemplul Metallosphaera sedula, care crește în acid fierbinte și respiră prin oxidarea metalelor, am investigat dacă sistemele anorganice complexe bazate pe clustere POM de wolfram pot susține creșterea M. sedula și pot genera proliferarea și diviziunea celulară”, spune Milojevic.

Oamenii de știință au reușit să demonstreze că utilizarea clusterelor POM anorganice pe bază de wolfram permite încorporarea unor specii redox eterogene de tungsten în celulele microbiene. Depozitele organometalice de la interfața dintre M. sedula și W-POM au fost dizolvate până la intervalul de nanometri în timpul cooperării fructuoase cu Centrul Austriac pentru Microscopie Electronică și Nanoanaliza (FELMI-ZFE, Graz).” Descoperirile noastre adaugă M. sedula incrustat cu wolfram la înregistrările în creștere ale speciilor microbiene biomineralizate, printre care arheile sunt rareori reprezentate”, a spus Milojevic. Biotransformarea scheelitei minerale de wolfram efectuată de termoacidofilul extrem M. sedula duce la ruperea structurii scheelitei, solubilizarea ulterioară a wolframului și mineralizarea tungstenului a suprafeței celulelor microbiene (Figura 3). Nanostructurile asemănătoare carburii de tungsten biogene descrise în studiu reprezintă un potențial nanomaterial sustenabil obținut prin proiectarea ecologică asistată de microbi.