Hayflicko teorijos sukūrimo istorija
Leonardas Hayflickas (g. 20 m. gegužės 1928 d. Filadelfijoje), Kalifornijos universiteto San Franciske anatomijos profesorius, savo teoriją sukūrė dirbdamas Wistar institute Filadelfijoje, Pensilvanijoje, 1965 m. Frankas MacFarlane'as Burnet'as pavadino šią teoriją Hayflicko vardu m. jo knyga pavadinimu „Vidinė mutagenezė“, išleista 1974 m. Hayflick ribos koncepcija padėjo mokslininkams ištirti ląstelių senėjimo poveikį žmogaus organizmui, ląstelių vystymąsi nuo embriono stadijos iki mirties, įskaitant chromosomų galų ilgio sutrumpėjimo poveikį. telomerų.
1961 m. Hayflickas pradėjo dirbti Wistar institute, kur stebėdamas pastebėjo, kad žmogaus ląstelės nesidalija be galo. Hayflickas ir Paulas Mooreheadas aprašė šį reiškinį monografijoje, pavadintoje Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Hayflick darbas Wistar institute buvo skirtas suteikti maistinių medžiagų tirpalą mokslininkams, kurie atliko eksperimentus institute, tačiau tuo pat metu Hayflickas užsiėmė savo virusų poveikio ląstelėse tyrimais. 1965 m. Hayflickas išplėtojo Hayflicko ribos koncepciją monografijoje, pavadintoje „Ribotas žmogaus diploidinių ląstelių padermių gyvenimo trukmė dirbtinėje aplinkoje“.
Hayflickas padarė išvadą, kad ląstelė gali užbaigti mitozę, ty dauginimosi procesą dalijimosi būdu, tik keturiasdešimt–šešiasdešimt kartų, po kurio įvyksta mirtis. Ši išvada buvo taikoma visoms ląstelių rūšims, nesvarbu, ar tai būtų suaugusiųjų, ar lytinių ląstelių. Hayflickas iškėlė hipotezę, pagal kurią minimalus ląstelės replikacinis gebėjimas yra susijęs su jos senėjimu ir atitinkamai su žmogaus kūno senėjimo procesu.
1974 m. Hayflickas įkūrė Nacionalinį senėjimo institutą Bethesdoje, Merilando valstijoje.
Ši įstaiga yra JAV nacionalinio sveikatos instituto padalinys. 1982 m. Hayflickas taip pat tapo Amerikos gerontologijos draugijos, įkurtos 1945 m. Niujorke, pirmininko pavaduotoju. Vėliau Hayflickas stengėsi populiarinti savo teoriją ir paneigti Carrel teoriją apie ląstelių nemirtingumą.
Carrel teorijos paneigimas
Prancūzų chirurgas Alexis Carrel, XX amžiaus pradžioje dirbęs su vištienos širdies audiniais, tikėjo, kad dalijantis ląstelės gali daugintis neribotą laiką. Carrelis teigė, kad jam pavyko pasiekti vištienos širdies ląstelių dalijimąsi maistinėje terpėje – šis procesas tęsėsi daugiau nei dvidešimt metų. Jo eksperimentai su vištienos širdies audiniu sustiprino nesibaigiančio ląstelių dalijimosi teoriją. Mokslininkai ne kartą bandė pakartoti Carrel darbą, tačiau jų eksperimentai nepatvirtino Carrel "atradimo".
Hayflicko teorijos kritika
Dešimtajame dešimtmetyje kai kurie mokslininkai, pavyzdžiui, Haris Rubinas iš Kalifornijos universiteto Berklyje, pareiškė, kad Hayflick riba taikoma tik pažeistoms ląstelėms. Rubinas teigė, kad ląstelių pažeidimą gali sukelti to, kad ląstelės yra aplinkoje, kuri skiriasi nuo jų pradinės aplinkos organizme, arba mokslininkai, atidengę ląsteles laboratorijoje.
Tolesni senėjimo reiškinio tyrimai
Nepaisant kritikos, kiti mokslininkai naudojo Hayflicko teoriją kaip pagrindą tolesniems ląstelių senėjimo reiškinio tyrimams, ypač telomerams, kurie yra galinės chromosomų dalys. Telomerai apsaugo chromosomas ir mažina DNR mutacijas. 1973 metais rusų mokslininkas A. Olovnikovas pritaikė Hayflicko ląstelių mirties teoriją tirdamas chromosomų galus, kurie mitozės metu patys nesidaugina. Anot Olovnikovo, ląstelių dalijimosi procesas baigiasi, kai tik ląstelė nebegali atkurti savo chromosomų galų.
Po metų, 1974 m., Burnet pavadino Hayflicko teoriją Hayflicko riba, naudodamas šį pavadinimą savo darbe „Internal Mutagenesis“. Burneto darbo esmė buvo prielaida, kad senėjimas yra vidinis veiksnys, būdingas įvairių gyvybės formų ląstelėms, ir kad jų gyvybinė veikla atitinka teoriją, vadinamą Hayflick riba, kuri nustato organizmo mirties laiką.
Elizabeth Blackburn iš San Fransisko universiteto ir jos kolega Jackas Szostakas iš Harvardo medicinos mokyklos Bostone, Masačusetso valstijoje, 1982 m., kai jiems pavyko klonuoti ir išskirti telomerus, savo telomerų struktūros tyrimuose atsigręžė į Hayflicko ribos teoriją.
1989 m. Greideris ir Blackburnas žengė kitą žingsnį tirdami ląstelių senėjimo reiškinį, atradę fermentą, vadinamą telomeraze (fermentą iš transferazių grupės, kuris kontroliuoja chromosomų telomerų dydį, skaičių ir nukleotidų sudėtį). Greideris ir Blackburnas nustatė, kad telomerazės buvimas padeda kūno ląstelėms išvengti užprogramuotos mirties.
2009 m. Blackburnas, D. Szostakas ir K. Greideris gavo Nobelio fiziologijos ir medicinos premiją su formuluote „už chromosomų apsaugos mechanizmų atradimą telomerų ir fermento telomerazės pagalba“. Jų tyrimai buvo pagrįsti Hayflick riba.