Hayflicki teooria loomise ajalugu
San Francisco California ülikooli anatoomiaprofessor Leonard Hayflick (sündinud 20. mail 1928 Philadelphias) töötas oma teooria välja 1965. aastal Pennsylvanias Philadelphias Wistari Instituudis töötades. Frank MacFarlane Burnet nimetas selle teooria Hayflicki järgi aastal 1974. tema raamat pealkirjaga Internal Mutagenesis, mis ilmus XNUMX. Hayflicki piiri kontseptsioon aitas teadlastel uurida rakkude vananemise mõju inimkehas, rakkude arengut embrüonaalsest staadiumist kuni surmani, sealhulgas kromosoomide otste pikkuse lühendamise mõju. telomeerid.
1961. aastal asus Hayflick tööle Wistari Instituudis, kus ta täheldas vaatluste kaudu, et inimese rakud ei jagune lõputult. Hayflick ja Paul Moorehead kirjeldasid seda nähtust monograafias pealkirjaga Human Diploid Cell Strains Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Hayflicki töö Wistari Instituudis oli mõeldud toitelahuse pakkumiseks instituudis katseid läbi viinud teadlastele, kuid samal ajal tegeles Hayflick enda uurimisega viiruste mõju kohta rakkudes. 1965. aastal arendas Hayflick Hayflicki piiri kontseptsiooni monograafias pealkirjaga "Inimese diplomiidsete rakuliinide piiratud eluiga tehiskeskkonnas".
Hayflick jõudis järeldusele, et rakk suudab mitoosi ehk jagunemise teel paljunemise protsessi lõpule viia vaid nelikümmend kuni kuuskümmend korda, mille järel saabub surm. See järeldus kehtis kõigi rakuliikide kohta, olenemata sellest, kas täiskasvanud või sugurakud. Hayflick esitas hüpoteesi, mille kohaselt on raku minimaalne replikatsioonivõime seotud selle vananemisega ja vastavalt ka inimkeha vananemisprotsessiga.
1974. aastal asutas Hayflick Marylandis Bethesdas riikliku vananemisinstituudi.
See asutus on USA riiklike tervishoiuinstituutide filiaal. 1982. aastal sai Hayflickist ka 1945. aastal New Yorgis asutatud American Society for Gerontology aseesimees. Seejärel töötas Hayflick oma teooria populariseerimise ja Carreli rakulise surematuse teooria ümberlükkamise nimel.
Carreli teooria ümberlükkamine
Kahekümnenda sajandi alguses kana südamekoega töötanud prantsuse kirurg Alexis Carrel uskus, et rakud võivad jagunemise teel lõpmatuseni paljuneda. Carrel väitis, et ta suutis saavutada kana südamerakkude jagunemise toitainekeskkonnas – see protsess kestis üle kahekümne aasta. Tema katsed kana südamekoega tugevdasid lõputu rakkude jagunemise teooriat. Teadlased on korduvalt püüdnud Carreli tööd korrata, kuid nende katsed ei ole kinnitanud Carreli "avastust".
Hayflicki teooria kriitika
1990. aastatel väitsid mõned teadlased, näiteks Harry Rubin California ülikoolist Berkeleys, et Hayflicki piirmäär kehtib ainult kahjustatud rakkude kohta. Rubin väitis, et rakukahjustusi võib põhjustada rakkude keskkond, mis erineb nende algsest kehakeskkonnast, või teadlased paljastavad rakud laboris.
Vananemisnähtuse edasised uuringud
Vaatamata kriitikale on teised teadlased kasutanud Hayflicki teooriat rakkude vananemise nähtuse, eriti telomeeride, mis on kromosoomide terminaalsed osad, edasiste uuringute aluseks. Telomeerid kaitsevad kromosoome ja vähendavad mutatsioone DNA-s. 1973. aastal rakendas vene teadlane A. Olovnikov Hayflicki rakusurma teooriat oma mitoosi ajal ise mittepaljunevate kromosoomide otste uurimisel. Olovnikovi sõnul lõpeb rakkude jagunemise protsess kohe, kui rakk ei suuda enam oma kromosoomide otste reprodutseerida.
Aasta hiljem, 1974. aastal, nimetas Burnet Hayflicki teooriat Hayflicki piiriks, kasutades seda nime oma artiklis Internal Mutagenesis. Burneti töö keskmes oli eeldus, et vananemine on erinevate eluvormide rakkudele omane sisemine tegur ja nende eluline aktiivsus vastab teooriale, mida tuntakse Hayflicki piirina ja mis määrab kindlaks organismi surmaaja.
Elizabeth Blackburn San Francisco ülikoolist ja tema kolleeg Jack Szostak Harvardi meditsiinikoolist Bostonis (Massachusettsis) pöördusid telomeeride struktuuri uurimisel Hayflicki piiri teooria poole 1982. aastal, kui neil õnnestus telomeeride kloonimine ja isoleerimine.
1989. aastal astusid Greider ja Blackburn järgmise sammu rakkude vananemise nähtuse uurimisel, avastades ensüümi nimega telomeraas (ensüüm transferaaside rühmast, mis kontrollib kromosoomi telomeeride suurust, arvu ja nukleotiidide koostist). Greider ja Blackburn leidsid, et telomeraasi olemasolu aitab keharakkudel vältida programmeeritud surma.
2009. aastal pälvisid Blackburn, D. Szostak ja K. Greider Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhinna sõnastusega "kromosoomide kaitsemehhanismide avastamise eest telomeeride ja ensüümi telomeraasi abil". Nende uurimistöö põhines Hayflicki piiril.