Multiphase Biomineralization: Enigmatic Invasive Siliceous Diatoms Produce Crystalline Calcite

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Hermann Ehrlich - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Mykhailo Motylenko - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Pallaoor V. Sundareshwar - , South Dakota School of Mines & Technology (Autor:in)
  • Alexander Ereskovsky - , Aix-Marseille Université, St. Petersburg State University (Autor:in)
  • Izabela Zgłobicka - , Warsaw University of Technology (Autor:in)
  • Teresa Noga - , University of Rzeszów (Autor:in)
  • Tomasz Płociński - , Warsaw University of Technology (Autor:in)
  • Mikhail V. Tsurkan - , Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (Autor:in)
  • Elzbieta Wyroba - , Polska Akademia Nauk (Autor:in)
  • Szymon Suski - , Polska Akademia Nauk (Autor:in)
  • Henryk Bilski - , Polska Akademia Nauk (Autor:in)
  • Marcin Wysokowski - , Poznań University of Technology (Autor:in)
  • Hartmut Stöcker - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Anna Makarova - , Professur für Oberflächenphysik (Autor:in)
  • Denis Vyalikh - , Professur für Oberflächenphysik, St. Petersburg State University, Donostia International Physics Center, Ikerbasque Basque Foundation for Science (Autor:in)
  • Juliane Walter - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Serguei L. Molodtsov - , Technische Universität Bergakademie Freiberg, European XFEL, St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO) (Autor:in)
  • Vasilii V. Bazhenov - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Iaroslav Petrenko - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Enrico Langer - , Professur für Mikrosystemtechnik (Autor:in)
  • Andreas Richter - , Professur für Mikrosystemtechnik (Autor:in)
  • Elke Niederschlag - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Marcin Pisarek - , Polska Akademia Nauk (Autor:in)
  • Armin Springer - , Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung (Autor:in)
  • Michael Gelinsky - , Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung (Autor:in)
  • David Rafaja - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Andrzej Witkowski - , University of Szczecin (Autor:in)
  • Dirk C. Meyer - , Technische Universität Bergakademie Freiberg (Autor:in)
  • Teofil Jesionowski - , Poznań University of Technology (Autor:in)
  • Krzysztof J. Kurzydłowski - , Warsaw University of Technology (Autor:in)

Abstract

Diatoms are considered unicellular eukaryotic organisms exclusively depositing biogenic silica. Heretofore there has been no report of calcification by these algae. Here it is shown that calcium carbonate within the stalks of Didymosphenia geminata, a nuisance species that has prolifically colonized streams and rivers globally, is biogenic in origin and occurs as a network of calcite nanofibers. The nanofibrous framework in the mineralized polysaccharide matrix imparts mechanical support to the stalks, providing stability in variable flow conditions. The results demonstrate that D. geminata possesses cellular and periplasmic carbonic-anhydrases that contribute to carbon fixation and biomineralization, respectively. The activity of external carbonic-anhydrase was more than 50% of the total activity, which points to its role in anchoring this bioeroding diatom on hard surfaces. The first evidence of multiphase biomineralization by diatoms that deposit both biogenic silica and crystalline biogenic calcite which are imparting distinct functional advantage to the organism is provided.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)2503-2510
Seitenumfang8
FachzeitschriftAdvanced Functional Materials
Jahrgang26
Ausgabenummer15
PublikationsstatusVeröffentlicht - 19 Apr. 2016
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

Scopus 84959449271
ORCID /0000-0002-8588-9755/work/145224197
ORCID /0000-0001-9075-5121/work/183565707

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