Bacteria play an important role in the catabolism of environmental xenobiotics. The study of transcriptional regulation has greatly enhanced our understanding of the molecular mechanisms associated with these processes. However, genes encoding transcription factors (TFs) for xenobiotic catabolism are usually not located in the immediate vicinity of the catabolic genes that they regulate; therefore, functional identification of these TFs is difficult. Significantly modified from a metagenome screening method substrate-induced gene expression (SIGEX), here we propose a synthetic pSRGFP-18 plasmid-based tool as a TF reporter system. In short, two multiple cloning sites (MCS) were designed; one in front of an egfp reporter gene was constructed for promoter insertion, and the other MCS was used for shotgun cloning of genomic DNA. Based on the regulatory relationship between TFs and the promoter of their associated catabolic genes, this approach allowed us to screen for TF genes using a genome shotgun approach. This system performed well when testing the known operons. Following statistical analysis of known catabolic operons in Escherichia coli and Bacillus subtilis, the suggested region of the target promoter for this system was from - 250 to + 150. Furthermore, to broaden the applicability of this plasmid, a series of pSRGFP-18 and pBBR1-based pSRGFP-X plasmids were constructed, which had broad host ranges and contained different antibiotic markers. This study outlines a powerful tool to enable functional identification of TFs for bacterial xenobiotic catabolism.

中文翻译：

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一种基于质粒的基因组筛选系统，用于非相邻异种分解代谢基因的转录调节子。

细菌在环境异生物的分解代谢中起重要作用。转录调控的研究极大地增进了我们对与这些过程相关的分子机制的理解。但是，编码异种生物分解代谢的转录因子（TFs）的基因通常并不位于它们所调节的分解代谢基因的直接附近。因此，很难对这些TF进行功能识别。从基因组筛选方法底物诱导的基因表达（SIGEX）进行了重大修改，在这里我们提出了一个基于pSRGFP-18质粒的合成工具，作为TF报告系统。简而言之，设计了两个多克隆位点（MCS）；构建一个egfp报告基因前面的基因用于启动子插入，另一个MCS用于基因枪DNA的shot弹枪克隆。基于TF及其相关分解代谢基因启动子之间的调控关系，这种方法使我们能够使用基因组shot弹枪方法筛选TF基因。该系统在测试已知操纵子时表现良好。对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中已知的分解代谢操纵子进行统计分析后，该系统的目标启动子建议区域为-250至+150。此外，为扩大该质粒的适用性，一系列pSRGFP-18和pBBR1构建了基于pSRGFP-X的质粒，该质粒具有广泛的宿主范围，并包含不同的抗生素标记。这项研究概述了一个强大的工具，可以实现细菌异源分解代谢的TF功能鉴定。这种方法使我们能够使用基因组shot弹枪方法筛选TF基因。该系统在测试已知操纵子时表现良好。对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中已知的分解代谢操纵子进行统计分析后，该系统的目标启动子建议区域为-250至+150。此外，为扩大该质粒的适用性，一系列pSRGFP-18和pBBR1构建了基于pSRGFP-X的质粒，该质粒具有广泛的宿主范围，并包含不同的抗生素标记。这项研究概述了一个强大的工具，可以实现细菌异源分解代谢的TF功能鉴定。这种方法使我们能够使用基因组shot弹枪方法筛选TF基因。该系统在测试已知操纵子时表现良好。对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中已知的分解代谢操纵子进行统计分析后，该系统的目标启动子建议区域为-250至+150。此外，为扩大该质粒的适用性，一系列pSRGFP-18和pBBR1构建了基于pSRGFP-X的质粒，该质粒具有广泛的宿主范围，并包含不同的抗生素标记。这项研究概述了一个强大的工具，可以实现细菌异源分解代谢的TF功能鉴定。该系统的靶启动子的建议区域是-250至+150。此外，为了拓宽该质粒的适用性，构建了一系列基于pSRGFP-18和pBBR1的pSRGFP-X质粒，它们具有广泛的宿主范围并包含不同的抗生素标记。这项研究概述了一个强大的工具，可以实现细菌异源分解代谢的TF功能鉴定。该系统的靶启动子的建议区域是-250至+150。此外，为了拓宽该质粒的适用性，构建了一系列基于pSRGFP-18和pBBR1的pSRGFP-X质粒，它们具有广泛的宿主范围并包含不同的抗生素标记。这项研究概述了一个强大的工具，可以实现细菌异源分解代谢的TF功能鉴定。