Historien om skabelsen af Hayflicks teori
Leonard Hayflick (født 20. maj 1928 i Philadelphia), professor i anatomi ved University of California i San Francisco, udviklede sin teori, mens han arbejdede på Wistar Institute i Philadelphia, Pennsylvania, i 1965. Frank MacFarlane Burnet opkaldte denne teori efter Hayflick i hans bog med titlen Internal Mutagenese, udgivet i 1974. Konceptet med Hayflick-grænsen hjalp videnskabsmænd med at studere virkningerne af celleældning i den menneskelige krop, celleudvikling fra fosterstadie til død, herunder effekten af at forkorte længden af enderne af kromosomer kaldet telomerer.
I 1961 begyndte Hayflick at arbejde på Wistar Institute, hvor han gennem observation observerede, at menneskelige celler ikke deler sig i det uendelige. Hayflick og Paul Moorehead beskrev dette fænomen i en monografi med titlen Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Hayflicks arbejde på Wistar Institute var beregnet til at give en næringsstofløsning til de videnskabsmænd, der udførte eksperimenter på instituttet, men samtidig var Hayflick engageret i sin egen forskning om virkningerne af vira i celler. I 1965 uddybede Hayflick begrebet Hayflick-grænsen i en monografi med titlen "Limited Lifespan of Human Diploid Cell Strains in the Artificial Environment".
Hayflick kom til den konklusion, at cellen er i stand til at fuldføre mitose, dvs. reproduktionsprocessen gennem deling, kun fyrre til tres gange, hvorefter døden indtræffer. Denne konklusion gjaldt alle varianter af celler, uanset om de er voksne eller kønsceller. Hayflick fremsatte en hypotese, ifølge hvilken en celles minimale replikationsevne er forbundet med dens aldring og følgelig med den menneskelige krops aldringsprocessen.
I 1974 var Hayflick med til at stifte National Institute on Aging i Bethesda, Maryland.
Denne institution er en afdeling af US National Institutes of Health. I 1982 blev Hayflick også næstformand for American Society for Gerontology, grundlagt i 1945 i New York. Efterfølgende arbejdede Hayflick på at popularisere sin teori og tilbagevise Carrels teori om cellulær udødelighed.
Gendrivelse af Carrels teori
Alexis Carrel, en fransk kirurg, der arbejdede med hønsehjertevæv i begyndelsen af det tyvende århundrede, mente, at celler kunne reproducere sig i det uendelige ved at dele sig. Carrel hævdede, at han var i stand til at opnå opdelingen af kyllingehjerteceller i et næringsmedium - denne proces fortsatte i mere end tyve år. Hans eksperimenter med hønsehjertevæv forstærkede teorien om endeløs celledeling. Forskere har gentagne gange forsøgt at gentage Carrels arbejde, men deres eksperimenter har ikke bekræftet "opdagelsen" af Carrel.
Kritik af Hayflicks teori
I 1990'erne udtalte nogle videnskabsmænd, såsom Harry Rubin ved University of California i Berkeley, at Hayflick-grænsen kun gælder for beskadigede celler. Rubin foreslog, at celleskade kunne være forårsaget af, at cellerne befinder sig i et miljø, der er forskelligt fra deres oprindelige miljø i kroppen, eller ved, at videnskabsmænd blotlægger cellerne i laboratoriet.
Yderligere forskning i fænomenet aldring
På trods af kritik har andre videnskabsmænd brugt Hayflicks teori som grundlag for yderligere forskning i fænomenet cellulær aldring, især telomerer, som er de terminale dele af kromosomerne. Telomerer beskytter kromosomer og reducerer mutationer i DNA. I 1973 anvendte den russiske videnskabsmand A. Olovnikov Hayflicks teori om celledød i sine undersøgelser af enderne af kromosomer, der ikke reproducerer sig selv under mitose. Ifølge Olovnikov slutter celledelingsprocessen, så snart cellen ikke længere kan reproducere enderne af sine kromosomer.
Et år senere, i 1974, kaldte Burnet Hayflick-teorien for Hayflick-grænsen ved at bruge dette navn i sit papir, Internal Mutagenese. Kernen i Burnets arbejde var antagelsen om, at aldring er en iboende faktor, der er iboende i cellerne i forskellige livsformer, og at deres vitale aktivitet svarer til en teori kendt som Hayflick-grænsen, som fastlægger tidspunktet for en organismes død.
Elizabeth Blackburn fra University of San Francisco og hendes kollega Jack Szostak fra Harvard Medical School i Boston, Massachusetts, vendte sig mod teorien om Hayflick-grænsen i deres undersøgelser af telomerernes struktur i 1982, da det lykkedes dem at klone og isolere telomerer.
I 1989 tog Greider og Blackburn det næste skridt i at studere fænomenet celleældning ved at opdage et enzym kaldet telomerase (et enzym fra gruppen af transferaser, der styrer størrelsen, antallet og nukleotidsammensætningen af kromosomtelomerer). Greider og Blackburn fandt ud af, at tilstedeværelsen af telomerase hjælper kropsceller med at undgå programmeret død.
I 2009 modtog Blackburn, D. Szostak og K. Greider Nobelprisen i fysiologi eller medicin med ordlyden "for deres opdagelse af mekanismerne til beskyttelse af kromosomer af telomerer og enzymet telomerase." Deres forskning var baseret på Hayflick-grænsen.