Bod varu 5900 stupňov Celzia a tvrdosť podobná diamantu v kombinácii s uhlíkom:volfrámje najťažším kovom, no má biologické funkcie – najmä u teplomilných mikroorganizmov. Tím pod vedením Tetyany Milojevic z Fakulty chémie Viedenskej univerzity po prvý raz hlási vzácne mikrobiálnevolfráminterakcie v rozsahu nanometrov. Na základe týchto zistení nielenvolfrámmožno skúmať biogeochémiu, ale aj schopnosť prežitia mikroorganizmov v podmienkach kozmického priestoru. Výsledky sa nedávno objavili v časopiseHranice v mikrobiológii.

Ako tvrdý a vzácny kov,volfrám, so svojimi mimoriadnymi vlastnosťami a najvyšším bodom topenia zo všetkých kovov je 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 sa asimilovať.volfrám. Dve nedávne štúdie biochemičky a astrobiologičky Tetyany Milojevic z Katedry biofyzikálnej chémie Fakulty chémie Viedenskej univerzity objasnili možnú úlohu mikroorganizmov vvolfrám-obohatené prostredie a popíšte nanorozmeryvolfrám-mikrobiálne rozhranie extrémneho teplo- a kyslomilného mikroorganizmu Metallosphaera sedula pestovaného svolfrámzlúčeniny (obrázky 1, 2). Je to tiež tento mikroorganizmus, ktorý bude testovaný na prežitie počas medzihviezdneho cestovania v budúcich štúdiách vo vesmírnom prostredí.Volfrámmôže byť v tomto dôležitým faktorom.

Odvolfrámpolyoxometaláty ako život-udržujúce anorganické štruktúry na mikrobiálne biologické spracovanievolfrámové rudy

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.

Vedcom sa podarilo preukázať, že použitievolfrám-založené anorganické POM klastre umožňuje začlenenie heterogénnychvolfrámredoxných druhov 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. Biotransformáciavolfrámový minerálscheelit vykonaný extrémnym termoacidofilom M. sedula vedie k porušeniu štruktúry scheelitu, následnej solubilizáciivolfrámavolfrámmineralizácia povrchu mikrobiálnych buniek (obrázok 3). Biogénnekarbid volfrámu-podobné nanoštruktúry opísané v štúdii predstavujú potenciálny udržateľný nanomateriál získaný ekologicky šetrným mikrobiálnym dizajnom.

„Naše výsledky naznačujú, že sa tvorí M. sedulavolfrám- nesúci mineralizovaný bunkový povrch prostredníctvom inkrustácie spodobný karbidu volfrámuzlúčeniny,“ vysvetľuje biochemik Milojevič. Totovolfrám- inkrustovaná vrstva vytvorená okolo buniek M. sedula môže veľmi dobre predstavovať mikrobiálnu stratégiu, ktorá má odolať drsným podmienkam prostredia, ako napríklad počas medziplanetárnej cesty.Volfrámzapuzdrenie môže slúžiť ako silný rádioprotektívny pancier proti drsným podmienkam prostredia. „Mikrobiálne volfrámové brnenie nám umožňuje ďalej študovať schopnosť prežitia tohto mikroorganizmu vo vesmírnom prostredí,“ uzatvára Milojevic.