จุดเดือดที่ 5,900 องศาเซลเซียส และความแข็งคล้ายเพชรเมื่อรวมกับคาร์บอน ทังสเตนเป็นโลหะที่หนักที่สุด แต่ยังมีหน้าที่ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในจุลินทรีย์ที่ชอบความร้อน ทีมงานที่นำโดย Tetyana Milojevic จากคณะเคมีแห่งมหาวิทยาลัยเวียนนารายงานเป็นครั้งแรกที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์กับทังสเตนที่หายากในช่วงนาโนเมตร จากการค้นพบนี้ ไม่เพียงแต่สามารถตรวจสอบชีวชีวเคมีของทังสเตนเท่านั้น แต่ยังสามารถตรวจสอบความอยู่รอดของจุลินทรีย์ในสภาพอวกาศรอบนอกได้อีกด้วย ผลการวิจัยปรากฏในวารสาร Frontiers in Microbiology เมื่อเร็ว ๆ นี้
เนื่องจากโลหะแข็งและหายาก ทังสเตนซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษและมีจุดหลอมเหลวสูงที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด จึงเป็นตัวเลือกที่ไม่น่าเป็นไปได้สำหรับระบบทางชีววิทยา มีจุลินทรีย์เพียงไม่กี่ชนิด เช่น อาร์เคียที่ชอบความร้อนหรือจุลินทรีย์ปลอดนิวเคลียสของเซลล์ ที่ปรับตัวเข้ากับสภาวะที่รุนแรงของสภาพแวดล้อมที่มีทังสเตน และพบวิธีที่จะดูดซึมทังสเตน การศึกษาล่าสุด 2 ชิ้นโดยนักชีวเคมีและนักโหราศาสตร์ Tetyana Milojevic จากภาควิชาเคมีชีวฟิสิกส์ คณะเคมีแห่งมหาวิทยาลัยเวียนนา ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับบทบาทที่เป็นไปได้ของจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยทังสเตน และอธิบายถึงส่วนต่อประสานระหว่างทังสเตนและจุลินทรีย์ในระดับนาโนของสภาวะสุดขั้ว จุลินทรีย์ที่ชอบความร้อนและกรด Metallosphaera sedula ที่ปลูกด้วยสารประกอบทังสเตน (ภาพที่ 1, 2) นอกจากนี้ยังเป็นจุลินทรีย์นี้ที่จะถูกทดสอบเพื่อความอยู่รอดระหว่างการเดินทางระหว่างดวงดาวในการศึกษาในอนาคตเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมในอวกาศ ทังสเตนอาจเป็นปัจจัยสำคัญในเรื่องนี้
จากทังสเตนโพลีออกโซเมทัลเลตเป็นกรอบอนินทรีย์ที่ช่วยชีวิตไปจนถึงกระบวนการทางชีวภาพของจุลินทรีย์ของแร่ทังสเตน
เช่นเดียวกับเซลล์แร่เฟอร์รัสซัลไฟด์ โพลีออกโซเมทัลเลต (POM) เทียมถือเป็นเซลล์อนินทรีย์ในการอำนวยความสะดวกในกระบวนการทางเคมีก่อนชีวิตและแสดงคุณลักษณะ "เหมือนชีวิต" อย่างไรก็ตาม ความเกี่ยวข้องของ POM กับกระบวนการดำรงชีวิต (เช่น การหายใจของจุลินทรีย์) ยังไม่ได้รับการแก้ไข "การใช้ตัวอย่างของ Metallosphaera sedula ซึ่งเติบโตในกรดร้อนและหายใจออกผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของโลหะ เราได้ตรวจสอบว่าระบบอนินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งอิงจากกลุ่มทังสเตน POM สามารถรักษาการเติบโตของ M. sedula และสร้างการแพร่กระจายและการแบ่งตัวของเซลล์ได้หรือไม่" Milojevic กล่าว
นักวิทยาศาสตร์สามารถแสดงให้เห็นว่าการใช้คลัสเตอร์ POM อนินทรีย์ที่มีทังสเตนเป็นส่วนประกอบหลัก ช่วยให้สามารถรวมสายพันธุ์ทังสเตนรีดอกซ์ที่ต่างกันเข้าไปในเซลล์จุลินทรีย์ได้ การสะสมของโลหะอินทรีย์ที่ส่วนต่อประสานระหว่าง M. sedula และ W-POM ถูกละลายลงไปถึงช่วงนาโนเมตรในระหว่างความร่วมมืออย่างประสบผลสำเร็จกับศูนย์กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและการวิเคราะห์นาโนแห่งออสเตรีย (FELMI-ZFE, Graz)” การค้นพบของเราเพิ่ม M. sedula ที่หุ้มด้วยทังสเตนลงในบันทึกการเติบโตของจุลินทรีย์สายพันธุ์ที่มีแร่ธาตุทางชีวภาพ ซึ่งในจำนวนนี้แทบจะไม่มีการแสดงถึงอาร์เคียเลย” มิโลเยวิชกล่าว การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพของแร่ทังสเตนสชีไลต์ดำเนินการโดย M. sedula ที่เป็นกรดเทอร์โมซิโดไฟล์ที่รุนแรง ทำให้เกิดการแตกหักของโครงสร้างสชีไลต์ การละลายของทังสเตนในเวลาต่อมา และการทำให้แร่ทังสเตนของพื้นผิวเซลล์จุลินทรีย์ (รูปที่ 3) โครงสร้างนาโนที่มีลักษณะคล้ายทังสเตนคาร์ไบด์ชีวภาพที่อธิบายไว้ในการศึกษานี้แสดงถึงศักยภาพของวัสดุนาโนที่ยั่งยืนซึ่งได้รับจากการออกแบบที่ได้รับความช่วยเหลือจากจุลินทรีย์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เวลาโพสต์: Dec-02-2019