מחקר שנעשה במכן ויצמן ושפורסם בתחילת החודש בכתב העת הצליח להמחיש את יכולת הכבד לבצע את תפקידיו הרבים בעזרת חלוקת העבודה בין התאים שלו.

את המחקר הוביל ד"ר שלו איצקוביץ, שעמד בראש קבוצת המחקר שלו במחלקה לביולוגיה מולקולרית במכון. הכבד, הדגישו בדיווח לכתב העת המדעי, בנוי מאונות (יחידות זעירות בצורת משושה) שכל אחת מהן מכילה שכבות, כמעין בצל. במחקר מופתה פעילות הגנים בכל התאים של אונת כבד - וכך נתגלו הפעולות השונות שהשכבות השונות מבצעות.

לדברי ד"ר איצקוביץ: "כנראה שהחלוקה המרחבית (והשכבתית) מאפשרת לכבד לעשות שימוש מיטבי במשאבים הקיימים. מצאנו כי אפשר לחלק את תאי הכבד לתשע שכבות לפחות, כשכל אחת מהן מתמחה בתפקידים משלה".

ניתוח מעמיק של ביטוי גנים עשוי לסייע בחקר מחלות הכבד השכיחות - סרטן כבד או כבד שומני

במחקר נמצא, כי ייצור הגלוקוז הנחוץ לפעילות הגוף והמוח שאיננו מגיע ממזון - למשל לאחר שינה ולפני ארוחת בוקר - וכן יצור חומרים לקרישת הדם ורבים נוספים מתבצע בשכבות החיצוניות של אונות הכבד. "שכבות אלו, הדגיש ד"ר איצקוביץ, "עשירות בחמצן, ולכן הן מאפשרות את בניית מולקולות ה-ATP, חומר הדלק הבסיסי הנחוץ לייצור חומרים אלה".

לעומת זאת, בשכבות הפנימיות של האונה מתבצעים תהליכים אחרים לגמרי: פירוק הרעלים וחומרים אחרים המיועדים לפירוק. בשכבות הביניים נוצרים ההורמון הפצידין המבקר את רמות הברזל בדם והורמונים נוספים. עוד התגלה כי ייצור המרה מתבצע לרוחב מספר שכבות, במעין "פס ייצור".

התפקודים השונים של שכבות הכבד מופו באמצעות "אטלס ביטויי גנים בכבד" שאותו הכין הצוות. זהו אטלס ראשון מסוגו עבור איבר בגוף. לצורך הכנתו שילבו המדענים שתי טכנולוגיות חדשניות. בשלב ראשון, בשיתוף עם פרופסור עידו עמית מהמחלקה לאימונולוגיה פוענח הגנום של 1,500 תאי כבד בודדים ונמצאו דפוסי ביטוי של כ-20 אלף גנים בכל תא. הפעולה התבססה על מדידת רמות של ה-RNA-שליח, המכילות הוראות גנטיות לבניית חלבון. כך הושגה תמונה מלאה של ביטוי הגנים בכל תא, אך לא לגבי מיקומם של התאים.

סוגיה זאת חייבה שימוש בשיטה נוספת, שבפיתוחה השתתף ד"ר איצקוביץ בעבר: תצפית על מולקולות בודדות של RNA שליח באמצעות מיקרוסקופ פלואורוסצנטי. מכשיר זה נותן למדענים מידע על מיקום התאים שבהם נצפה RNA שליח. באמצעות אלגוריתם שפותח הוצלבו שתי הטכנולוגיות - והתקבל מידע ביחס לביטוי הגנים ומיקומים מדויקים.

במחקר התגלה, כי יותר ממחצית מתוך כ-7,000 הגנים המתבטאים בכבד פועלים באופן שונה, בתאים שממוקמים באזורים שונים.

החוקרים ציינו כי ניתוח מעמיק של ביטוי גנים עשוי לסייע בחקר מחלות הכבד השכיחות - סרטן כבד או כבד שומני. כמו כן הוא עשוי להתוות דרך למיפוי דומה של פעילות תאים באיברים נוספים.