Historien om etableringen av Hayflicks teori
Leonard Hayflick (født 20. mai 1928 i Philadelphia), professor i anatomi ved University of California i San Francisco, utviklet teorien sin mens han jobbet ved Wistar Institute i Philadelphia, Pennsylvania, i 1965. Frank MacFarlane Burnet oppkalte denne teorien etter Hayflick i hans bok med tittelen Internal Mutagenese, publisert i 1974. Konseptet med Hayflick-grensen hjalp forskere med å studere effekten av cellealdring i menneskekroppen, celleutvikling fra embryonalt stadium til død, inkludert effekten av å forkorte lengden på endene av kromosomene kalt telomerer.
I 1961 begynte Hayflick å jobbe ved Wistar Institute, hvor han observerte gjennom observasjon at menneskelige celler ikke deler seg på ubestemt tid. Hayflick og Paul Moorehead beskrev dette fenomenet i en monografi med tittelen Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Hayflicks arbeid ved Wistar Institute var ment å gi en næringsløsning for forskerne som utførte eksperimenter ved instituttet, men samtidig var Hayflick engasjert i egen forskning på effekten av virus i celler. I 1965 utdypet Hayflick konseptet med Hayflick-grensen i en monografi med tittelen "Limited Lifespan of Human Diploid Cell Strains in the Artificial Environment".
Hayflick kom til den konklusjon at cellen er i stand til å fullføre mitose, dvs. prosessen med reproduksjon gjennom deling, bare førti til seksti ganger, hvoretter døden inntreffer. Denne konklusjonen gjaldt alle varianter av celler, enten voksne eller kjønnsceller. Hayflick la frem en hypotese der den minste replikasjonsevnen til en celle er assosiert med dens aldring og følgelig med aldringsprosessen til menneskekroppen.
I 1974 var Hayflick medgrunnlegger av National Institute on Aging i Bethesda, Maryland.
Denne institusjonen er en filial av US National Institutes of Health. I 1982 ble Hayflick også nestleder i American Society for Gerontology, grunnlagt i 1945 i New York. Deretter arbeidet Hayflick for å popularisere teorien hans og tilbakevise Carrels teori om cellulær udødelighet.
Tilbakevisning av Carrels teori
Alexis Carrel, en fransk kirurg som jobbet med kyllinghjertevev på begynnelsen av det tjuende århundre, mente at celler kunne reprodusere seg i det uendelige ved å dele seg. Carrel hevdet at han var i stand til å oppnå delingen av kyllinghjerteceller i et næringsmedium - denne prosessen fortsatte i mer enn tjue år. Hans eksperimenter med kyllinghjertevev forsterket teorien om endeløs celledeling. Forskere har gjentatte ganger forsøkt å gjenta arbeidet til Carrel, men eksperimentene deres har ikke bekreftet "oppdagelsen" av Carrel.
Kritikk av Hayflicks teori
På 1990-tallet uttalte noen forskere, som Harry Rubin ved University of California i Berkeley, at Hayflick-grensen kun gjelder skadede celler. Rubin antydet at celleskade kan være forårsaket av at cellene befinner seg i et miljø som er forskjellig fra det opprinnelige miljøet i kroppen, eller av at forskere eksponerer cellene i laboratoriet.
Videre forskning på fenomenet aldring
Til tross for kritikk har andre forskere brukt Hayflicks teori som grunnlag for videre forskning på fenomenet cellulær aldring, spesielt telomerer, som er de terminale delene av kromosomene. Telomerer beskytter kromosomer og reduserer mutasjoner i DNA. I 1973 brukte den russiske forskeren A. Olovnikov Hayflicks teori om celledød i sine studier av endene av kromosomer som ikke reproduserer seg selv under mitose. Ifølge Olovnikov slutter prosessen med celledeling så snart cellen ikke lenger kan reprodusere endene av kromosomene sine.
Et år senere, i 1974, kalte Burnet Hayflick-teorien Hayflick-grensen, og brukte dette navnet i sin artikkel, Internal Mutagenese. Kjernen i Burnets arbeid var antagelsen om at aldring er en iboende faktor som er iboende i cellene til ulike livsformer, og at deres vitale aktivitet tilsvarer en teori kjent som Hayflick-grensen, som fastsetter tidspunktet for døden til en organisme.
Elizabeth Blackburn fra University of San Francisco og hennes kollega Jack Szostak fra Harvard Medical School i Boston, Massachusetts, vendte seg til teorien om Hayflick-grensen i sine studier av strukturen til telomerer i 1982 da de lyktes med å klone og isolere telomerer.
I 1989 tok Greider og Blackburn neste skritt i å studere fenomenet cellealdring ved å oppdage et enzym kalt telomerase (et enzym fra gruppen av transferaser som kontrollerer størrelsen, antallet og nukleotidsammensetningen til kromosomtelomerer). Greider og Blackburn fant at tilstedeværelsen av telomerase hjelper kroppens celler med å unngå programmert død.
I 2009 mottok Blackburn, D. Szostak og K. Greider Nobelprisen i fysiologi eller medisin med ordlyden «for deres oppdagelse av mekanismene for beskyttelse av kromosomer med telomerer og enzymet telomerase». Forskningen deres var basert på Hayflick-grensen.