Heavy metal pollution represents a health threat. Many fungal species are capable of tolerating various heavy metals, especially if they are isolated from a contaminated watercourse. One of the mechanisms by which fungi can sequester certain heavy metals is synthesizing stress proteins. The aim of this study is to investigate the production of metallothioneins in Aspergillus oryzae and Aspergillus clavatus exposed to environmentally relevant concentrations of Cd, Cu, Fe, and Zn at neutral, alkaline, and acidic pH conditions within 10 days. We determined the concentrations of these heavy metals in certain watercourses representing Behira and Giza governorates; also, we identified the most prevalent fungal species. We carried out a statistical correlation between different heavy metals and the isolated fungi. Then, in the laboratory, we exposed two of the most prevalent fungal species to the environmentally detected concentrations of the heavy metals and their doubles. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis demonstrated that in A. oryzae, the metallothionein bands appeared in neutral medium containing Cd and Cu and in alkaline medium containing Cd and Zn, while in A. clavatus, no metallothionein bands appeared at all. In conclusion, metallothionein is a good indicator of pollution with Cd, Cu, and Zn in Aspergillus oryzae, and pH plays a central role in metallothionein production. © 2021, The Author(s), under exclusive licence to Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature.

يمثل التلوث بالمعادن الثقيلة تهديدًا للصحة. وتتميز العديد من أنواع الفطريات بقدرتها على تحمّل مختلف المعادن الثقيلة، خاصةً إذا كانت معزولة من مجرى مائي ملوث. وتتمثل إحدى الآليات التي تستطيع الفطريات من خلالها احتجاز بعض المعادن الثقيلة في تصنيع بروتينات الإجهاد.

تهدف هذه الدراسة إلى بحث إنتاج بروتينات الميتالوثيونين (Metallothioneins) في نوعي الفطريات Aspergillus oryzae وAspergillus clavatus عند تعريضهما لتركيزات من الكادميوم (Cd)، والنحاس (Cu)، والحديد (Fe)، والزنك (Zn)، تتوافق مع التركيزات الموجودة في البيئة، وذلك في ظروف أس هيدروجيني متعادل وقلوي وحمضي، على مدار عشرة أيام.

وقد حددنا تركيزات هذه المعادن الثقيلة في بعض المجاري المائية بمحافظتي البحيرة والجيزة، كما حددنا أكثر الأنواع الفطرية انتشارًا. وأجرينا تحليلًا للارتباط الإحصائي بين المعادن الثقيلة المختلفة والفطريات المعزولة. بعد ذلك، قمنا في المختبر بتعريض نوعين من أكثر الأنواع الفطرية انتشارًا للتركيزات المكتشفة بيئيًا من المعادن الثقيلة، وكذلك لضعف هذه التركيزات.

وأظهر تحليل الفصل الكهربائي لهلام بولي أكريلاميد باستخدام كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS-PAGE) ظهور حزم بروتينات الميتالوثيونين في فطر A. oryzae في الوسط متعادل الأس الهيدروجيني المحتوي على الكادميوم والنحاس، وفي الوسط القلوي المحتوي على الكادميوم والزنك. بينما لم تظهر أي حزم لبروتينات الميتالوثيونين في فطر A. clavatus.

وخلصت الدراسة إلى أن بروتين الميتالوثيونين يُعد مؤشرًا جيدًا على التلوث بالكادميوم والنحاس والزنك في فطر Aspergillus oryzae، وأن الأس الهيدروجيني (pH) يؤدي دورًا محوريًا في إنتاج هذا البروتين.