p Polioxometalatos de tungstênio como estruturas inorgânicas de sustentação da vida. Células únicas de M. sedula após cultivo com W-POM contendo tungstênio. Crédito:© Tetyana Milojevic
p Um ponto de ebulição de 5900 graus Celsius e dureza semelhante ao diamante em combinação com o carbono:o tungstênio é o metal mais pesado, ainda assim, tem funções biológicas - especialmente em microrganismos que gostam de calor. Uma equipe liderada por Tetyana Milojevic da Faculdade de Química da Universidade de Viena relata pela primeira vez raras interações microbiano-tungstênio na faixa nanométrica. Com base nessas descobertas, não apenas a biogeoquímica do tungstênio, mas também a capacidade de sobrevivência de microorganismos nas condições do espaço sideral pode ser investigada. Os resultados apareceram recentemente no jornal
Fronteiras em Microbiologia . p Como um metal duro e raro, tungstênio, com suas propriedades extraordinárias e ponto de fusão mais alto de todos os metais, é uma escolha muito improvável para um sistema biológico. Apenas alguns microorganismos, como arquéias termofílicas ou microrganismos sem núcleo celular, adaptaram-se às condições extremas de um ambiente de tungstênio e encontraram uma maneira de assimilar o tungstênio. Dois estudos recentes da bioquímica e astrobióloga Tetyana Milojevic do Departamento de Química Biofísica, Faculdade de Química da Universidade de Viena, lançar luz sobre o possível papel dos microrganismos em um ambiente enriquecido com tungstênio e descrever uma interface tungstênio-microbiana em nanoescala do microrganismo que ama o calor extremo e o ácido Metallosphaera sedula cultivado com compostos de tungstênio (Figuras 1, 2). É também esse microrganismo que será testado para sobrevivência durante viagens interestelares em estudos futuros no ambiente do espaço sideral. O tungstênio pode ser um fator essencial para isso.
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De polioxometalatos de tungstênio como estruturas inorgânicas de sustentação da vida ao bioprocessamento microbiano de minérios de tungstênio
p Polioxometalatos de tungstênio como estruturas inorgânicas de sustentação da vida. Colônias de M. sedula após cultivo com W-POM contendo tungstênio mostrando células únicas de M. sedula conectadas por meio de extensões extracelulares. Crédito:© Tetyana Milojevic
p Semelhante às células minerais de sulfeto ferroso, polioxometalatos artificiais (POMs) são considerados células inorgânicas por facilitar os processos químicos pré-vida e exibir características "semelhantes à vida". Contudo, a relevância dos POMs para os processos de sustentação da vida (por exemplo, respiração microbiana) ainda não foi abordada. "Usando o exemplo de Metallosphaera sedula, que cresce em ácido quente e respira através da oxidação do metal, investigamos se sistemas inorgânicos complexos baseados em aglomerados de POM de tungstênio podem sustentar o crescimento de M. sedula e gerar proliferação e divisão celular, "diz Milojevic.
p Os cientistas conseguiram mostrar que o uso de aglomerados de POM inorgânicos à base de tungstênio permite a incorporação de espécies heterogêneas de redox de tungstênio em células microbianas. Os depósitos organometálicos na interface entre M. sedula e W-POM foram dissolvidos até a faixa nanométrica durante a cooperação frutífera com o Centro Austríaco de Microscopia Eletrônica e Nanoanálise (FELMI-ZFE, Graz). "Nossas descobertas adicionam M. sedula incrustada de tungstênio aos registros de crescimento de espécies microbianas biomineralizadas, entre os quais archaea raramente são representados, "disse Milojevic. A biotransformação do mineral de tungstênio scheelita realizada pelo extremo termoacidófilo M. sedula leva à quebra da estrutura da scheelita, subsequente solubilização de tungstênio, e mineralização de tungstênio da superfície da célula microbiana (Figura 3). As nanoestruturas semelhantes a carboneto de tungstênio biogênicas descritas no estudo representam um potencial nanomaterial sustentável obtido pelo projeto ecologicamente correto com assistência microbiana.
p Investigações de espectroscopia nanoanalítica de M. sedula cultivada em scheelita de minério de tungstênio. M. sedula forma a camada S mineralizada com tungstênio por meio da incrustação com compostos semelhantes a carboneto de tungstênio. Crédito:© Tetyana Milojevic
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Armadura de tungstênio no espaço sideral
p "Nossos resultados indicam que M. sedula forma a superfície da célula mineralizada com tungstênio por meio de incrustações com compostos semelhantes ao carboneto de tungstênio, "explica o bioquímico Milojevic. Esta camada incrustada de tungstênio formada em torno das células de M. sedula pode muito bem representar uma estratégia microbiana para resistir a condições ambientais adversas, como durante uma viagem interplanetária. O encapsulamento de tungstênio pode servir como uma potente armadura radioprotetora contra condições ambientais adversas. "A armadura microbiana de tungstênio nos permite estudar mais a fundo a capacidade de sobrevivência desse microrganismo no ambiente do espaço sideral, "conclui Milojevic.