Hayflickin teorian luomisen historia
Leonard Hayflick (s. 20. toukokuuta 1928 Philadelphiassa), San Franciscon Kalifornian yliopiston anatomian professori, kehitti teoriansa työskennellessään Wistar Institutessa Philadelphiassa Pennsylvaniassa vuonna 1965. Frank MacFarlane Burnet nimesi tämän teorian Hayflickin mukaan vuonna 1974. hänen kirjansa nimeltä Internal Mutagenesis, joka julkaistiin vuonna XNUMX. Hayflick-rajan käsite auttoi tutkijoita tutkimaan solujen ikääntymisen vaikutuksia ihmiskehossa, solujen kehitystä alkiovaiheesta kuolemaan, mukaan lukien kromosomien päiden pituuden lyhenemisen vaikutus. telomeerit.
Vuonna 1961 Hayflick aloitti työskentelyn Wistar-instituutissa, jossa hän havaitsi havainnoillaan, että ihmissolut eivät jakaannu loputtomiin. Hayflick ja Paul Moorehead kuvasivat tätä ilmiötä monografiassa nimeltä Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Hayflickin työ Wistar-instituutissa oli tarkoitettu tarjoamaan ravintoratkaisu instituutissa kokeita tehneille tutkijoille, mutta samalla Hayflick oli mukana omassa tutkimuksessaan virusten vaikutuksista soluihin. Vuonna 1965 Hayflick kehitteli Hayflick-rajan käsitettä monografiassa nimeltä "Ihmisen diplomisolukantojen rajoitettu elinikä keinotekoisessa ympäristössä".
Hayflick tuli siihen tulokseen, että solu pystyy saattamaan mitoosin, eli jakautumisen kautta tapahtuvan lisääntymisprosessin loppuun, vain XNUMX-XNUMX kertaa, jonka jälkeen kuolema tapahtuu. Tämä johtopäätös pätee kaikkiin solulajeihin, olivatpa ne aikuisia tai sukusoluja. Hayflick esitti hypoteesin, jonka mukaan solun minimaalinen replikaatiokyky liittyy sen ikääntymiseen ja vastaavasti ihmiskehon ikääntymisprosessiin.
Vuonna 1974 Hayflick oli mukana perustamassa National Institute on Aging -instituuttia Bethesdassa, Marylandissa.
Tämä laitos on Yhdysvaltain kansallisen terveysinstituutin haara. Vuonna 1982 Hayflickistä tuli myös varapuheenjohtaja American Society for Gerontologyssa, joka perustettiin vuonna 1945 New Yorkissa. Myöhemmin Hayflick pyrki popularisoimaan teoriaansa ja kumoamaan Carrelin teorian solujen kuolemattomuudesta.
Carrelin teorian kumoaminen
Alexis Carrel, ranskalainen kirurgi, joka työskenteli kanan sydänkudoksen parissa XNUMX-luvun alussa, uskoi, että solut voisivat lisääntyä loputtomasti jakautumalla. Carrel väitti pystyneensä jakamaan kanan sydänsolut ravintoalustassa – tämä prosessi jatkui yli kaksikymmentä vuotta. Hänen kokeilunsa kanan sydänkudoksella vahvistivat loputtoman solunjakautumisen teoriaa. Tiedemiehet ovat toistuvasti yrittäneet toistaa Carrelin työtä, mutta heidän kokeilunsa eivät ole vahvistaneet Carrelin "löytöä".
Hayflickin teorian kritiikki
1990-luvulla jotkut tutkijat, kuten Harry Rubin Kalifornian yliopistosta Berkeleyssä, totesivat, että Hayflick-raja koskee vain vaurioituneita soluja. Rubin ehdotti, että soluvauriot voivat johtua siitä, että solut ovat ympäristössä, joka poikkeaa niiden alkuperäisestä ympäristöstä kehossa, tai siitä, että tutkijat paljastavat solut laboratoriossa.
Lisätutkimusta ikääntymisen ilmiöstä
Kritiikistä huolimatta muut tutkijat ovat käyttäneet Hayflickin teoriaa pohjana lisätutkimukselle solujen ikääntymisen ilmiöstä, erityisesti telomeerien, jotka ovat kromosomien terminaalisia osia. Telomeerit suojaavat kromosomeja ja vähentävät mutaatioita DNA:ssa. Vuonna 1973 venäläinen tiedemies A. Olovnikov sovelsi Hayflickin teoriaa solukuolemasta tutkiessaan mitoosin aikana itseään uusiutumattomien kromosomien päitä. Olovnikovin mukaan solunjakautumisprosessi päättyy heti, kun solu ei enää pysty toistamaan kromosomiensa päitä.
Vuotta myöhemmin, vuonna 1974, Burnet kutsui Hayflick-teoriaa Hayflick-rajaksi käyttämällä tätä nimeä artikkelissaan Internal Mutagenesis. Burnetin työn ytimessä oli oletus, että ikääntyminen on eri elämänmuotojen soluille luontainen tekijä ja että niiden elintärkeä toiminta vastaa Hayflick-raja-nimellä tunnettua teoriaa, joka määrittää organismin kuolinajan.
Elizabeth Blackburn San Franciscon yliopistosta ja hänen kollegansa Jack Szostak Harvard Medical Schoolista Bostonissa, Massachusettsissa, kääntyivät Hayflick-rajan teoriaan tutkiessaan telomeerien rakennetta vuonna 1982, kun he onnistuivat kloonaamaan ja eristämään telomeerejä.
Vuonna 1989 Greider ja Blackburn ottivat seuraavan askeleen solujen ikääntymisen ilmiön tutkimisessa löytämällä entsyymin nimeltä telomeraas (entsyymi transferaasien ryhmästä, joka säätelee kromosomitelomeerien kokoa, lukumäärää ja nukleotidikoostumusta). Greider ja Blackburn havaitsivat, että telomeraasin läsnäolo auttaa kehon soluja välttämään ohjelmoitua kuolemaa.
Vuonna 2009 Blackburn, D. Szostak ja K. Greider saivat Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon sanamuodolla "heidän telomeerien ja telomeraasientsyymin kromosomien suojaamismekanismien löytämisestä". Heidän tutkimuksensa perustui Hayflick-rajaan.