人类肠道微生物组多级营养组织结构的证据

人类肠道微生物组是一个复杂的生态系统，其中数百种微生物物种与代谢物共存，部分归因于广泛的交叉喂养相互作用网络。然而，该生态系统的大规模营养组织结构及其对底层代谢流的影响仍未被探索。在此，使用一个简化模型，我们为人体肠道微生物组的多级营养组织结构提供了定量支持，其中微生物在多个迭代步骤中消耗和分泌代谢物。利用一组人工整理的微生物间代谢相互作用，我们的模型提示约四个营养级，每一级都以高级别到级别的副产物代谢转移为特征。它还定量预测了肠道（粪便代谢组）的典型代谢环境，与真实数据大致相符。为理解该营养组织结构的后果，我们量化了代谢流与生物量分布，并探索了不同层级中微生物与代谢多样性的模式。我们模型所暗示的层级营养组织结构有助于从机制上建立人类肠道中微生物与代谢物丰度之间的因果联系。