利用可能なエネルギーが少ない環境下に棲息する微生物には、一般的に、2つの個体レベルの生存戦略があると考えられてきた。1つ目は、エネルギーを節約する（活動を抑制する）方法である。2つ目は、周囲のエネルギー資源量に合わせて代謝経路をスイッチングし、エネルギーを効率的に利用する方法である。これらの個体レベルの生存戦略に加え、異なる種同士がコンソーシアムを形成することで、種間相互作用によってエネルギー獲得量を増やすことが、実験や理論研究で指摘されてきた。しかしながら、微生物群集構造の観点からエネルギー利用の法則性を説明する理論は存在しなかった。
　
本研究では、化学反応系を駆動する微生物個体群のネットワークモデル (Eco-Redox model) を用い、ネットワークトポロジーと微生物群集のエネルギー利用効率との関係性について調べた。その結果、化学反応系から再構成される物質循環ネットワーク内のサイクル数が多いほど、微生物群集全体のエネルギー獲得効率を上昇することが明らかになった。物質循環サイクル数は、電子受容体（酸素、硝酸、二酸化炭素など）と電子供与体（有機物、アンモニア、メタンなど）の両方が供給されること、(ii) 微生物間で代謝の分業が進むこと、によって増加する。また、種多様性（ネットワークの複雑性）が高い場合においても、微生物群集全体のエネルギー獲得効率が上昇することがわかった。これらの結果は、利用可能なエネルギーが少ない環境下に棲息する微生物は、サイクル構造を持つネットワークを確立することで、群集レベルでエネルギー利用効率を上昇していることを示唆する。