Точка на кипене от 5900 градуса по Целзий и диамантена твърдост в комбинация с въглерод:волфраме най-тежкият метал, но има биологични функции - особено в топлолюбивите микроорганизми.Екип, ръководен от Тетяна Милоевич от Факултета по химия на Виенския университет, докладва за първи път за редки микроби-волфрамвзаимодействия в нанометровия диапазон.Въз основа на тези констатации не самоволфрамбиогеохимия, но също така може да се изследва оцеляването на микроорганизмите в условията на космическото пространство.Резултатите се появиха наскоро в списаниетоГраници в микробиологията.

Като твърд и рядък метал,волфрам, със своите изключителни свойства и най-висока точка на топене от всички метали, е много малко вероятен избор за биологична система.Само няколко микроорганизми, като термофилни археи или микроорганизми без клетъчни ядра, са се адаптирали към екстремните условия на волфрамова среда и са намерили начин да асимилиратволфрам.Две скорошни проучвания на биохимика и астробиолога Тетяна Милоевич от катедрата по биофизична химия, Химическия факултет на Виенския университет, хвърлиха светлина върху възможната роля на микроорганизмите вволфрам-обогатена среда и описват наномащабволфрам-микробен интерфейс на екстремно топло- и киселинно обичащия микроорганизъм Metallosphaera sedula, отгледан сволфрамсъединения (Фигури 1, 2).Също така този микроорганизъм ще бъде тестван за оцеляване по време на междузвездно пътуване в бъдещи изследвания в космическата среда.Волфрамможе да бъде съществен фактор за това.

отволфрамполиоксометалатите като животоподдържащи неорганични рамки за микробната биопреработка наволфрамови руди

Подобно на минералните клетки от железен сулфид, изкуствените полиоксометалати (POMs) се считат за неорганични клетки за улесняване на химичните процеси преди живота и показване на „живоподобни“ характеристики.Въпреки това значението на POMs за животоподдържащите процеси (напр. микробно дишане) все още не е разгледано.„Използвайки примера на Metallosphaera sedula, която расте в гореща киселина и диша чрез окисляване на метали, ние изследвахме дали сложни неорганични системи, базирани на волфрамови POM клъстери, могат да поддържат растежа на M. sedula и да генерират клетъчна пролиферация и делене“, казва Милоевич.

Учените успяха да покажат, че използването наволфрам-базирани неорганични POM клъстери позволяват включването на хетерогенниволфрамредокс видове в микробни клетки.Органометалните отлагания на границата между M. sedula и W-POM бяха разтворени до нанометров диапазон по време на ползотворно сътрудничество с Австрийския център за електронна микроскопия и наноанализ (FELMI-ZFE, Грац).“Нашите открития добавят инкрустирания с волфрам M. sedula към нарастващите записи на биоминерализирани микробни видове, сред които рядко са представени археи,” каза Милоевич.Биотрансформацията наволфрамов минералшеелит, извършван от екстремния термоацидофил M. sedula, води до разрушаване на структурата на шеелит, последващо разтваряне наволфрам, иволфрамминерализация на повърхността на микробната клетка (Фигура 3).Биогеннотоволфрамов карбид-подобните наноструктури, описани в изследването, представляват потенциален устойчив наноматериал, получен чрез екологично чист дизайн, подпомаган от микроби.

„Нашите резултати показват, че се образува M. sedulaволфрам-носеща минерализирана клетъчна повърхност чрез инкрустиране сподобен на волфрамов карбидсъединения“, обяснява биохимикът Милоевич.Товаволфрам-инкрустиран слой, образуван около клетките на M. sedula, може много добре да представлява микробна стратегия за издържане на сурови условия на околната среда, като например по време на междупланетно пътуване.Волфрамкапсулирането може да служи като мощна радиозащитна броня срещу сурови условия на околната среда.„Микробната волфрамова броня ни позволява да проучим по-нататък оцеляването на този микроорганизъм в космическата среда“, заключава Милоевич.