הינך נמצא כאן

מה שקורה בכבד

13.02.2017

מדעני המכון גילו, כי השכבות השונות שביחידות הכבד מבצעות תפקידים שונים, דבר המאפשר לכבד לעשות שימוש מיטבי במשאביו.

אוניית כבד של עכבר. צולם במיקרוסקופ פלואורסצנטי. השכבה האמצעית מכילה מולקולות רבות של אר-אן-אי שליח (נקודות לבנות) המקודדות את החלבון הפצידין, אשר מווסת את רמות הברזל בדם

אם אדם קם בבוקר עם ראש צלול והרבה אנרגיה, סימן שהכבד שלו פועל היטב. הכבד מייצר את הסוכר (גלוקוז), הנחוץ לפעילות הגוף והמוח, בזמנים שבהם ה"דלק" הזה אינו מגיע מהמזון, כמו, למשל, לאחר שינה ולפני ארוחת הבוקר. בנוסף, הכבד מייצר חלבונים, מנקה את הגוף מרעלים, אוגר חומרים, ומבצע עוד תפקידים חיוניים רבים. במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature הראו מדעני מכון ויצמן למדע, כי את יכולתו המופלאה של הכבד לבצע את כל התפקידים האלה בעת ובעונה אחת אפשר לזקוף, בין היתר, לחלוקת העבודה בין התאים שלו.

הכבד בנוי מיחידות משושות זעירות ("אוניות"), שכל אחת מהן מכילה שכבות כמעין בצל. ד"ר שלו איצקוביץ, וקבוצת המחקר שלו במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא במכון ויצמן למדע, מיפו את פעילות הגנים בכל התאים של אוניית הכבד, וגילו כי השכבות השונות מבצעות פעולות שונות. "כנראה, החלוקה המרחבית (והשכבתית) מאפשרת לכבד לעשות שימוש מיטבי במשאבים הקיימים", אומר ד"ר איצקוביץ. "מצאנו כי אפשר  לחלק את תאי הכבד לתשע שכבות לפחות, וכל אחת מהן מתמחה בתפקידים משלה".

כך מצאו המדענים כי ייצור של גלוקוז, של חומרים לקרישת הדם, ושל חומרים רבים נוספים מתבצע בשכבות החיצוניות של אוניית הכבד. "שכבות אלה עשירות בחמצן, ולכן הן מאפשרות את בניית מולקולות ה-ATP, חומר הדלק הבסיסי הנחוץ לייצור חומרים אלה". לעומת זאת, בשכבות הפנימיות של האונייה מתבצעים תהליכים אחרים לגמרי: כאן מפרקים את הרעלים ואת החומרים האחרים המיועדים לפירוק, ובשכבות הביניים נוצרים ההורמון הפצידין המבקר את רמות הברזל בדם, ועוד. המדענים גילו גם, כי תהליכים מסוימים, כגון ייצור המרה, מתבצעים לרוחב מספר שכבות, במעין "פס ייצור".

כל זה התגלה בזכות האטלס של ביטוי הגנים בכבד, אותו הכינו המדענים. מדובר באטלס ראשון מסוגו עבור איבר גוף זה. לצורך הכנתו שילבו המדענים שתי טכנולוגיות חדשניות. בשלב ראשון, בשיתוף עם פרופ' עידו עמית מהמחלקה לאימונולוגיה במכון, הם פיענחו את הגנום של 1,500 תאי כבד בודדים, ומצאו את דפוסי הביטוי של כ-20 אלף גנים בכל תא. פעולה זו התבססה על מדידת רמות של מולקולות האר-אן-אי שליח, המכילות הוראות גנטיות לבניית חלבון. בדרך זו קיבלו המדענים תמונה מלאה של ביטוי הגנים בכל תא, אך לא את מיקומם של התאים. לכן, במקביל, הם נעזרו בשיטה נוספת, שבפיתוחה השתתף ד"ר איצקוביץ בעבר: תצפית על מולקולות בודדות של אר-אן-אי שליח באמצעות מיקרוסקופ פלואורוסצנטי, אשר נותן בידי המדענים מידע על מיקום התאים בהם נצפה האר-אן-אי השליח. באמצעות אלגוריתם שפיתחו הצליבו המדענים את שתי הטכנולוגיות, וקיבלו מידע ביחס לביטוי הגנים, במיקומים מדויקים. כך גילו, כי יותר מחצי מתוך 7,000 הגנים המתבטאים בכבד, פועלים באופן שונה בתאים שממוקמים באזורים שונים.

ניתוח מעמיק זה של ביטוי הגנים עשוי לסייע בחקר מחלות הכבד השכיחות, כגון סרטן הכבד או כבד שומני, וכן הוא עשוי להתוות דרך למיפוי דומה של פעילות תאים באיברים נוספים.

קבוצת המחקר כללה את החוקרים הבתר-דוקטוריאליים ד"ר קרן בהר הלפרן, ד"ר ביאטה טוט-כהן, ד"ר דורון למזה וד"ר אנדרס מור, ואת תלמידי המחקר רום שנהב, מתן גולן, אפי מססה, שקד בידץ, שני לנדן ואביגיל סטוקר מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא; ואורית מטקוביץ-נתן, אמיר גלעדי ואיל דוד ממעבדתו של פרופ' עידו עמית במחלקה לאימונולוגיה, וכן את מדען הסגל ד"ר אלכסנדר ברנדיס מהיחידה לתשתיות מחקר מדעי החיים.

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il

הכבד האנושי בנוי ככוורת של כ-100,000 יחידות זעירות בצורת משושה ("אוניות").

#מספרי_מדע

לשיתוף:

 

 

 

 

אינסטגרם

.