Zgodovina nastanka Hayflickove teorije
Leonard Hayflick (rojen 20. maja 1928 v Filadelfiji), profesor anatomije na Univerzi Kalifornije v San Franciscu, je svojo teorijo razvil med delom na inštitutu Wistar v Filadelfiji v Pensilvaniji leta 1965. Frank MacFarlane Burnet je to teorijo poimenoval po Hayflicku leta njegova knjiga z naslovom Notranja mutageneza, objavljena leta 1974. Koncept Hayflickove meje je znanstvenikom pomagal preučevati učinke staranja celic v človeškem telesu, celični razvoj od embrionalne faze do smrti, vključno z učinkom skrajšanja dolžine koncev kromosomov, imenovanih telomeri.
Leta 1961 je Hayflick začel delati na inštitutu Wistar, kjer je z opazovanjem opazil, da se človeške celice ne delijo v nedogled. Hayflick in Paul Moorehead sta ta pojav opisala v monografiji z naslovom Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Hayflickovo delo na inštitutu Wistar je bilo namenjeno zagotavljanju hranilne rešitve za znanstvenike, ki so izvajali poskuse na inštitutu, hkrati pa se je Hayflick ukvarjal z lastnimi raziskavami o učinkih virusov v celicah. Leta 1965 je Hayflick podrobneje predstavil koncept Hayflickove meje v monografiji z naslovom "Omejena življenjska doba človeških diploidnih celičnih sevov v umetnem okolju".
Hayflick je prišel do zaključka, da je celica sposobna dokončati mitozo, torej proces razmnoževanja z delitvijo, le štirideset- do šestdesetkrat, nato pa nastopi smrt. Ta sklep je veljal za vse vrste celic, bodisi za odrasle ali zarodne celice. Hayflick je postavil hipotezo, po kateri je minimalna replikativna sposobnost celice povezana z njenim staranjem in posledično s procesom staranja človeškega telesa.
Leta 1974 je Hayflick soustanovil Nacionalni inštitut za staranje v Bethesdi v Marylandu.
Ta ustanova je podružnica ameriškega nacionalnega inštituta za zdravje. Leta 1982 je Hayflick postal tudi podpredsednik Ameriškega združenja za gerontologijo, ustanovljenega leta 1945 v New Yorku. Pozneje si je Hayflick prizadeval popularizirati svojo teorijo in zavrniti Carrelovo teorijo o celični nesmrtnosti.
Zavrnitev Carrelove teorije
Alexis Carrel, francoski kirurg, ki je v začetku dvajsetega stoletja delal s tkivom piščančjega srca, je verjel, da se lahko celice z delitvijo razmnožujejo v nedogled. Carrel je trdil, da mu je uspelo doseči delitev celic piščančjega srca v hranilnem mediju – ta proces je trajal več kot dvajset let. Njegovi poskusi s tkivom piščančjega srca so okrepili teorijo o neskončni delitvi celic. Znanstveniki so večkrat poskušali ponoviti delo Carrela, vendar njihovi poskusi niso potrdili "odkritja" Carrela.
Kritika Hayflickove teorije
V devetdesetih letih prejšnjega stoletja so nekateri znanstveniki, kot je Harry Rubin s kalifornijske univerze v Berkeleyju, izjavili, da Hayflickova meja velja le za poškodovane celice. Rubin je predlagal, da bi poškodbe celic lahko povzročile celice v okolju, ki se razlikuje od njihovega prvotnega okolja v telesu, ali pa znanstveniki izpostavijo celice v laboratoriju.
Nadaljnje raziskovanje fenomena staranja
Kljub kritikam so drugi znanstveniki Hayflickovo teorijo uporabili kot osnovo za nadaljnje raziskave pojava celičnega staranja, še posebej telomer, ki so končni deli kromosomov. Telomeri ščitijo kromosome in zmanjšujejo mutacije v DNK. Leta 1973 je ruski znanstvenik A. Olovnikov uporabil Hayflickovo teorijo celične smrti v svojih študijah koncev kromosomov, ki se med mitozo ne razmnožujejo. Po besedah Olovnikova se proces celične delitve konča takoj, ko celica ne more več razmnoževati koncev svojih kromosomov.
Leto pozneje, leta 1974, je Burnet Hayflickovo teorijo poimenoval Hayflickova meja in to ime uporabil v svojem članku Notranja mutageneza. V središču Burnetovega dela je bila predpostavka, da je staranje intrinzični dejavnik celic različnih življenjskih oblik in da njihova vitalna aktivnost ustreza teoriji, znani kot Hayflickova meja, ki določa čas smrti organizma.
Elizabeth Blackburn z Univerze v San Franciscu in njen kolega Jack Szostak s Harvardske medicinske šole v Bostonu v Massachusettsu sta se leta 1982 obrnila na teorijo Hayflickove meje v svojih študijah strukture telomerov, ko jima je uspelo klonirati in izolirati telomere.
Leta 1989 sta Greider in Blackburn naredila naslednji korak pri proučevanju pojava staranja celic z odkritjem encima, imenovanega telomeraza (encim iz skupine transferaz, ki nadzoruje velikost, število in nukleotidno sestavo kromosomskih telomer). Greider in Blackburn sta ugotovila, da prisotnost telomeraze pomaga telesnim celicam preprečiti programirano smrt.
Leta 2009 so Blackburn, D. Szostak in K. Greider prejeli Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino z besedilom "za odkritje mehanizmov zaščite kromosomov s telomerami in encimom telomeraza". Njihova raziskava je temeljila na Hayflickovi meji.