Гісторыя стварэння тэорыі Хейфліка
Леанард Хэйфлік (нарадзіўся 20 мая 1928 г. у Філадэльфіі), прафесар анатоміі Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Францыска, распрацаваў сваю тэорыю, працуючы ў Інстытуце Вістар у Філадэльфіі, штат Пенсільванія, у 1965 г. Фрэнк Макфарлейн Бернет назваў гэтую тэорыю ў гонар Хейфліка ў яго кніга пад назвай «Унутраны мутагенез», апублікаваная ў 1974 г. Канцэпцыя мяжы Хейфліка дапамагла навукоўцам вывучыць наступствы старэння клетак у арганізме чалавека, развіццё клетак ад эмбрыянальнай стадыі да смерці, у тым ліку эфект скарачэння даўжыні канцоў храмасом, званых тэламеры.
У 1961 годзе Хэйфлік пачаў працаваць у Інстытуце Вістара, дзе з дапамогай назіранняў заўважыў, што клеткі чалавека не дзеляцца бясконца. Хейфлік і Пол Мурхед апісалі гэты феномен у манаграфіі пад назвай «Серыйнае вырошчванне дыплоідных клетак чалавека». Праца Хейфліка ў Інстытуце Вістар мела на мэце забяспечыць пажыўны раствор для навукоўцаў, якія праводзілі эксперыменты ў інстытуце, але ў той жа час Хейфлік займаўся ўласнымі даследаваннямі ўплыву вірусаў на клеткі. У 1965 годзе Хэйфлік распрацаваў канцэпцыю мяжы Хэйфліка ў манаграфіі пад назвай «Абмежаваная працягласць жыцця дыплоідных клетак чалавека ў штучным асяроддзі».
Хейфлик прыйшоў да высновы, што клетка здольная завяршыць мітоз, т. Е. Працэс размнажэння шляхам дзялення, толькі сорак-шэсцьдзесят разоў, пасля чаго надыходзіць смерць. Гэтая выснова адносіцца да ўсіх разнавіднасцяў клетак, як дарослых, так і палавых. Хейфлик высунуў гіпотэзу, згодна з якой мінімальная репликативная здольнасць клеткі звязана з яе старэннем і, адпаведна, з працэсам старэння чалавечага арганізма.
У 1974 годзе Хейфлік стаў адным з заснавальнікаў Нацыянальнага інстытута па праблемах старэння ў Бэтэсдзе, штат Мэрыленд.
Гэта ўстанова з'яўляецца філіялам Нацыянальнага інстытута здароўя ЗША. У 1982 годзе Хейфлік таксама стаў віцэ-старшынёй Амерыканскага таварыства геранталогіі, заснаванага ў 1945 годзе ў Нью-Ёрку. Пасля Хейфлік працаваў над папулярызацыяй сваёй тэорыі і абвяржэннем тэорыі Каррэля аб клеткавым неўміручасці.
Абвяржэнне тэорыі Каррэля
Алексіс Карэль, французскі хірург, які працаваў з тканінай курынага сэрца ў пачатку дваццатага стагоддзя, лічыў, што клеткі могуць бясконца размнажацца шляхам дзялення. Каррель сцвярджаў, што яму ўдалося дамагчыся дзялення клетак курынага сэрца ў пажыўнай асяроддзі - гэты працэс працягваўся больш за дваццаць гадоў. Яго эксперыменты з тканінай курынага сэрца пацвердзілі тэорыю бясконцага дзялення клетак. Навукоўцы неаднаразова спрабавалі паўтарыць працу Карреля, але іх эксперыменты не пацвердзілі «адкрыццё» Карреля.
Крытыка тэорыі Хейфліка
У 1990-я гады некаторыя навукоўцы, такія як Гары Рубін з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Берклі, заявілі, што абмежаванне Хейфліка распаўсюджваецца толькі на пашкоджаныя клеткі. Рубін выказаў здагадку, што пашкоджанне клетак можа быць выклікана тым, што клеткі знаходзяцца ў асяроддзі, якое адрозніваецца ад іх зыходнага асяроддзя ў арганізме, або тым, што навукоўцы выкрываюць клеткі ў лабараторыі.
Далейшыя даследаванні феномена старэння
Нягледзячы на крытыку, іншыя навукоўцы выкарысталі тэорыю Хэйфліка ў якасці асновы для далейшых даследаванняў феномена старэння клетак, асабліва тэламераў, якія з'яўляюцца канцавымі ўчасткамі храмасом. Тэламеры абараняюць храмасомы і памяншаюць мутацыі ў ДНК. У 1973 г. расійскі вучоны А. Алоўнікаў прымяніў тэорыю гібелі клетак Хейфліка ў сваіх даследаваннях канцоў храмасом, якія не ўзнаўляюцца падчас мітозу. Па словах Алоўнікава, працэс дзялення клеткі заканчваецца, як толькі клетка больш не можа прайграваць канцы сваіх храмасом.
Годам пазней, у 1974 годзе, Бернет назваў тэорыю Хэйфліка мяжой Хейфліка, выкарыстоўваючы гэтую назву ў сваёй працы «Унутраны мутагенез». У аснове працы Бернета ляжала здагадка аб тым, што старэнне з'яўляецца ўнутраным фактарам, уласцівым клеткам розных форм жыцця, і што іх жыццядзейнасць адпавядае тэорыі, вядомай як мяжа Хейфліка, якая ўстанаўлівае час смерці арганізма.
Элізабэт Блэкберн з Універсітэта Сан-Францыска і яе калега Джэк Шостак з Гарвардскай медыцынскай школы ў Бостане, штат Масачусэтс, звярнуліся да тэорыі мяжы Хейфліка ў сваіх даследаваннях структуры тэламераў у 1982 годзе, калі ім удалося кланаваць і вылучыць тэламеры.
У 1989 г. Грэйдэр і Блэкберн зрабілі наступны крок у вывучэнні з'явы старэння клетак, адкрыўшы фермент пад назвай теломераза (фермент з групы трансфераз, які кантралюе памер, колькасць і нуклеатыдны склад теломер храмасом). Грэйдэр і Блэкберн выявілі, што наяўнасць теломеразы дапамагае клеткам цела пазбегнуць запраграмаванай смерці.
У 2009 годзе Блэкберн, Д. Шостак і К. Грэйдэр атрымалі Нобелеўскую прэмію па фізіялогіі і медыцыне з фармулёўкай «за адкрыццё механізмаў абароны храмасом теломерами і ферментам теломераза». Іх даследаванне грунтавалася на мяжы Хейфліка.