5900 santigrat derecelik kaynama noktası ve karbonla birlikte elmas benzeri sertlik: tungsten en ağır metaldir ancak biyolojik işlevlere sahiptir; özellikle ısıyı seven mikroorganizmalarda. Viyana Üniversitesi Kimya Fakültesi'nden Tetyana Milojeviç liderliğindeki bir ekip, ilk kez nanometre aralığında nadir mikrobiyal-tungsten etkileşimlerini rapor ediyor. Bu bulgulara dayanarak sadece tungsten biyojeokimyası değil, aynı zamanda mikroorganizmaların dış uzay koşullarında hayatta kalma kabiliyetleri de araştırılabilir. Sonuçlar yakın zamanda Frontiers in Microbiology dergisinde ortaya çıktı.

Sert ve nadir bir metal olan tungsten, olağanüstü özellikleri ve tüm metaller arasında en yüksek erime noktasıyla biyolojik bir sistem için pek olası olmayan bir seçimdir. Termofilik arkeler veya hücre çekirdeği içermeyen mikroorganizmalar gibi yalnızca birkaç mikroorganizma, tungsten ortamının aşırı koşullarına uyum sağladı ve tungsteni asimile etmenin bir yolunu buldu. Viyana Üniversitesi Kimya Fakültesi Biyofiziksel Kimya Bölümü'nden biyokimyacı ve astrobiyolog Tetyana Milojeviç tarafından yapılan iki yeni çalışma, tungsten açısından zengin bir ortamda mikroorganizmaların olası rolüne ışık tutuyor ve aşırı uçtaki nano ölçekli tungsten-mikrobiyal arayüzünü tanımlıyor. tungsten bileşikleriyle yetiştirilen ısıyı ve asidi seven mikroorganizma Metallosphaera sedula (Şekil 1, 2). Uzay ortamında gelecekte yapılacak çalışmalarda yıldızlararası yolculuk sırasında hayatta kalma açısından test edilecek olan da bu mikroorganizmadır. Tungsten bunda önemli bir faktör olabilir.

Yaşamı sürdüren inorganik çerçeveler olarak tungsten polioksometalatlardan tungsten cevherlerinin mikrobiyal biyolojik işlenmesine kadar

Demir sülfit mineral hücrelerine benzer şekilde, yapay polioksometalatlar (POM'lar), yaşam öncesi kimyasal süreçleri kolaylaştırma ve "yaşama benzer" özellikler sergileme açısından inorganik hücreler olarak kabul edilir. Ancak POM'ların yaşamı sürdüren süreçlerle (örn. mikrobiyal solunum) ilişkisi henüz ele alınmamıştır. Milojevic, "Sıcak asitte büyüyen ve metal oksidasyonu yoluyla solunum yapan Metallosphaera sedula örneğini kullanarak, tungsten POM kümelerine dayalı karmaşık inorganik sistemlerin M. sedula'nın büyümesini sürdürüp sürdüremeyeceği ve hücresel çoğalma ve bölünme oluşturup oluşturamayacağını araştırdık" diyor.

Bilim adamları, tungsten bazlı inorganik POM kümelerinin kullanımının, heterojen tungsten redoks türlerinin mikrobiyal hücrelere dahil edilmesini mümkün kıldığını göstermeyi başardılar. M. sedula ve W-POM arasındaki arayüzdeki organometalik birikintiler, Avusturya Elektron Mikroskobu ve Nanoanaliz Merkezi (FELMI-ZFE, Graz) ile yapılan verimli işbirliği sırasında nanometre aralığına kadar çözüldü. Bulgularımız, arkelerin nadiren temsil edildiği biyomineralize mikrobiyal türlerin artan kayıtlarına tungsten kaplı M. sedula'yı da ekliyor" dedi Milojevic. Aşırı termoasidofil M. sedula tarafından gerçekleştirilen tungsten mineral şeelitin biyotransformasyonu, şeelit yapısının kırılmasına, ardından tungstenin çözünmesine ve mikrobiyal hücre yüzeyinin tungsten mineralizasyonuna yol açar (Şekil 3). Çalışmada açıklanan biyojenik tungsten karbür benzeri nanoyapılar, çevre dostu mikrobiyal destekli tasarımla elde edilen potansiyel bir sürdürülebilir nanomateryal temsil etmektedir.