在合成人类肠道微生物社区中出现替代状态的出现
Daniel Rios Garza1,2, Bin Liu3,4,5, Charlotte van de Velde3
1Department of Microbiology, Immunology and Transplantation, Rega Institute for Medical Research, Laboratory of Molecular Bacteriology, KU Leuven, Leuven, Belgium. danielriosgarza@gmail.com.
Nature communications
|December 1, 2025
概括
人体肠道微生物群落可以存在于多个稳定的状态,这种现象被称为多稳定性. 这项研究表明,细菌中的表型切换驱动这些替代社区状态,即使在干扰停止后.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 系统生物学 系统生物学
- 微生物生态学 微生物生态学
背景情况:
- 与人类相关的微生物群落表现出复杂的动态,包括在扰乱后转移到改变状态并持久于改变状态的能力.
- 假设多稳定性可以解释这些持续变化的状态,特别是在肠道微生物群中,但缺乏实验验证.
研究的目的:
- 实验性地研究微生物社区多稳定性背后的机制.
- 确定表型切换是否有助于替代微生物群体状态的出现.
主要方法:
- 研究了三种常见的人类肠道细菌的生命史策略.
- 基于实验数据开发和参数化了一种动力模型.
- 进行扰动实验以验证模型预测.
- 在较大的微生物群体上进行模拟.
主要成果:
- 确定了细菌亚种群之间的表型切换作为驱动替代状态的关键机制.
- 实验性扰动证实了模型的预测和替代社区状态的存在.
- 模拟表明,表型切换可以解释更复杂的微生物群落中的多稳定性.
结论:
- 由代谢灵活性驱动的表型切换足以产生替代微生物社区状态.
- 暂时的干扰可以导致显著和持久的微生物社区配置的出现.


