Температура кипіння 5900 градусів за Цельсієм і алмазоподібна твердість у поєднанні з вуглецем:вольфрамує найважчим металом, але він виконує біологічні функції, особливо в теплолюбних мікроорганізмах. Команда під керівництвом Тетяни Мілоєвич з хімічного факультету Віденського університету вперше повідомила про рідкісні мікробнівольфрамувзаємодії в нанометровому діапазоні. Виходячи з цих висновків, не тількивольфрамубіогеохімії, але також можна досліджувати виживаність мікроорганізмів в умовах космічного простору. Результати нещодавно опубліковані в журналіКордони мікробіології.

Як твердий і рідкісний метал,вольфраму, з його надзвичайними властивостями та найвищою температурою плавлення з усіх металів, є дуже малоймовірним вибором для біологічної системи. Лише деякі мікроорганізми, такі як термофільні археї або мікроорганізми без ядра клітини, пристосувалися до екстремальних умов середовища вольфраму та знайшли спосіб асимілювативольфраму. Два нещодавніх дослідження біохіміка та астробіолога Тетяни Мілоєвич з кафедри біофізичної хімії хімічного факультету Віденського університету пролили світло на можливу роль мікроорганізмів увольфраму-збагачене середовище і описують нанорозмірвольфраму-мікробний інтерфейс сильного тепло- та кислотолюбного мікроорганізму Metallosphaera sedula, вирощеного звольфрамусполук (рис. 1, 2). Також цей мікроорганізм буде перевірено на виживання під час міжзоряних подорожей у майбутніх дослідженнях у космічному середовищі.Вольфрамможе бути істотним фактором у цьому.

Відвольфрамуполіоксометалати як життєзабезпечуючі неорганічні основи для мікробної біообробкивольфрамові руди

Подібно до мінеральних клітин із сульфіду заліза, штучні поліоксометалати (POM) вважаються неорганічними клітинами, які сприяють хімічним процесам перед життям і демонструють «реалістичні» характеристики. Однак актуальність POM для процесів підтримки життя (наприклад, дихання мікробів) ще не розглянута. «На прикладі Metallosphaera sedula, яка росте в гарячій кислоті та дихає через окислення металів, ми дослідили, чи можуть складні неорганічні системи на основі кластерів POM підтримувати ріст M. sedula та генерувати клітинну проліферацію та поділ», — говорить Мілоєвич.

Вчені змогли показати, що використання овольфрамуна основі неорганічних кластерів POM забезпечує включення гетерогеннихвольфрамуокисно-відновні види в мікробні клітини. Металоорганічні відкладення на межі розділу між M. sedula та W-POM були розчинені до нанометрового діапазону під час плідної співпраці з Австрійським центром електронної мікроскопії та наноаналізу (FELMI-ZFE, Грац)». Наші висновки додають інкрустований вольфрамом M. sedula до зростаючих записів біомінералізованих мікробних видів, серед яких рідко представлені археї», — сказав Мілоєвич. Біотрансформаціявольфрамовий мінералшеєліту, що виконується екстремальним термоацидофілом M. sedula, призводить до руйнування структури шеєліту, подальшої солюбілізаціївольфраму, івольфрамумінералізація поверхні мікробної клітини (рис. 3). Біогеннийкарбід вольфраму-подібні наноструктури, описані в дослідженні, представляють потенційний стійкий наноматеріал, отриманий за допомогою екологічно чистого дизайну за допомогою мікроорганізмів.

«Наші результати показують, що формується M. sedulaвольфраму-несуча мінералізована поверхня клітин через інкрустаціюкарбідоподібнісполук», — пояснює біохімік Мілоєвич. Цевольфраму-інкрустований шар, утворений навколо клітин M. sedula, цілком може представляти мікробну стратегію протистояти суворим умовам навколишнього середовища, наприклад, під час міжпланетної подорожі.Вольфрамінкапсуляція може служити потужною радіозахисною бронею проти суворих умов навколишнього середовища. «Мікробна вольфрамова броня дозволяє нам далі вивчати виживаність цього мікроорганізму в космічному середовищі», — підсумовує Мілоєвич.