Bod varu 5900 stupňov Celzia a tvrdosť podobná diamantu v kombinácii s uhlíkom: volfrám je najťažší kov, no má biologické funkcie – najmä u teplomilných mikroorganizmov. Tím vedený Tetyanou Milojevic z Fakulty chémie Viedenskej univerzity po prvýkrát uvádza zriedkavé mikrobiálne interakcie volfrámu v rozsahu nanometrov. Na základe týchto zistení možno skúmať nielen volfrámovú biogeochémiu, ale aj schopnosť prežitia mikroorganizmov v podmienkach kozmického priestoru. Výsledky sa nedávno objavili v časopise Frontiers in Microbiology.

Ako tvrdý a vzácny kov je volfrám so svojimi mimoriadnymi vlastnosťami a najvyššou teplotou topenia zo všetkých kovov veľmi nepravdepodobnou voľbou pre biologický systém. Len niekoľko mikroorganizmov, ako sú teplomilné archaea alebo mikroorganizmy bez bunkových jadier, sa adaptovali na extrémne podmienky volfrámového prostredia a našli spôsob, ako volfrám asimilovať. Dve nedávne štúdie biochemičky a astrobiologičky Tetyany Milojevic z Katedry biofyzikálnej chémie Fakulty chémie Viedenskej univerzity objasňujú možnú úlohu mikroorganizmov v prostredí obohatenom o volfrám a opisujú nanometrové rozhranie volfrámu a mikroorganizmov extrémnej teplo- a kyslomilný mikroorganizmus Metallosphaera sedula pestovaný so zlúčeninami volfrámu (obrázky 1, 2). Je to tiež tento mikroorganizmus, ktorý bude testovaný na prežitie počas medzihviezdneho cestovania v budúcich štúdiách vo vesmírnom prostredí. Podstatným faktorom v tomto môže byť volfrám.

Od polyoxometalátov volfrámu ako anorganických štruktúr na zachovanie života až po mikrobiálne biologické spracovanie volfrámových rúd

Podobne ako minerálne bunky sulfidu železnatého sa umelé polyoxometaláty (POM) považujú za anorganické bunky, ktoré uľahčujú chemické procesy pred životom a vykazujú vlastnosti „podobné životu“. Relevantnosť POM pre procesy udržiavania života (napr. mikrobiálne dýchanie) však ešte nebola riešená. „Na príklade Metallosphaera sedula, ktorá rastie v horúcej kyseline a dýcha oxidáciou kovov, sme skúmali, či zložité anorganické systémy založené na zhlukoch POM volfrámu dokážu udržať rast M. sedula a generovať bunkovú proliferáciu a delenie,“ hovorí Milojevic.

Vedci dokázali, že použitie anorganických POM zhlukov na báze volfrámu umožňuje začlenenie heterogénnych redoxných druhov volfrámu do mikrobiálnych buniek. Organokovové usadeniny na rozhraní medzi M. sedula a W-POM boli rozpustené až do rozsahu nanometrov počas plodnej spolupráce s Rakúskym centrom pre elektrónovú mikroskopiu a nanoanalýzu (FELMI-ZFE, Graz).“ Naše zistenia pridávajú M. sedula pokrytú volfrámom k rastúcim záznamom biomineralizovaných mikrobiálnych druhov, medzi ktorými sú archaea zastúpené len zriedka,“ povedal Milojevic. Biotransformácia scheelitu volfrámového minerálu vykonaná extrémnym termoacidofilom M. sedula vedie k porušeniu štruktúry scheelitu, následnej solubilizácii volfrámu a volfrámovej mineralizácii povrchu mikrobiálnych buniek (obrázok 3). Biogénne nanoštruktúry podobné karbidu volfrámu opísané v štúdii predstavujú potenciálny udržateľný nanomateriál získaný ekologicky šetrným mikrobiálnym dizajnom.