ประวัติความเป็นมาของการสร้างทฤษฎีของเฮย์ฟลิค
Leonard Hayflick (เกิด 20 พฤษภาคม 1928 ในฟิลาเดลเฟีย) ศาสตราจารย์วิชากายวิภาคศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ซานฟรานซิสโก พัฒนาทฤษฎีของเขาขณะทำงานที่ Wistar Institute ในฟิลาเดลเฟีย รัฐเพนซิลเวเนีย ในปี 1965 Frank MacFarlane Burnet ตั้งชื่อทฤษฎีนี้ตามชื่อ Hayflick ใน หนังสือของเขาชื่อ Internal Mutagenesis ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1974 แนวความคิดเรื่องขีดจำกัดของ Hayflick ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาผลกระทบของการแก่ของเซลล์ในร่างกายมนุษย์ การพัฒนาเซลล์จากระยะตัวอ่อนไปสู่ความตาย รวมถึงผลของการทำให้ปลายของโครโมโซมสั้นลงที่เรียกว่า เทโลเมียร์
ในปี 1961 Hayflick เริ่มทำงานที่ Wistar Institute ซึ่งเขาสังเกตจากการสังเกตว่าเซลล์ของมนุษย์ไม่ได้แบ่งตัวอย่างไม่มีกำหนด Hayflick และ Paul Moorehead บรรยายถึงปรากฏการณ์นี้ในเอกสารชื่อ Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains งานของ Hayflick ที่ Wistar Institute มีวัตถุประสงค์เพื่อให้สารละลายธาตุอาหารสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ทำการทดลองที่สถาบัน แต่ในขณะเดียวกัน Hayflick ก็มีส่วนร่วมในการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของไวรัสในเซลล์ ในปี 1965 เฮย์ฟลิคได้อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดของขีดจำกัดของเฮย์ฟลิคในเอกสารชื่อ “อายุขัยที่จำกัดของสายพันธุ์เซลล์ดิพลอยด์ของมนุษย์ในสภาพแวดล้อมประดิษฐ์”
Hayflick ได้ข้อสรุปว่าเซลล์สามารถสร้างเซลล์แบบไมโทซีสได้อย่างสมบูรณ์ กล่าวคือ กระบวนการสืบพันธุ์ผ่านการแบ่งตัวเพียงสี่สิบถึงหกสิบครั้งเท่านั้น หลังจากนั้นจึงเกิดการตายขึ้น ข้อสรุปนี้ใช้กับเซลล์ทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นเซลล์ผู้ใหญ่หรือเซลล์สืบพันธุ์ Hayflick เสนอสมมติฐานตามที่ความสามารถในการทำซ้ำขั้นต่ำของเซลล์มีความสัมพันธ์กับอายุของมันและตามด้วยกระบวนการชราของร่างกายมนุษย์
ในปี 1974 Hayflick ได้ร่วมก่อตั้ง National Institute on Aging ในเมืองเบเทสดา รัฐแมริแลนด์
สถาบันนี้เป็นสาขาหนึ่งของสถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐอเมริกา ในปี 1982 เฮย์ฟลิคได้ดำรงตำแหน่งรองประธาน American Society for Gerontology ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 1945 ในนิวยอร์ก ต่อจากนั้น เฮย์ฟลิคทำงานเพื่อทำให้ทฤษฎีของเขาเป็นที่นิยมและหักล้างทฤษฎีความเป็นอมตะของเซลล์ของคาร์เรล
การหักล้างทฤษฎีของคาร์เรล
อเล็กซิส คาร์เรล ศัลยแพทย์ชาวฝรั่งเศสที่ทำงานเกี่ยวกับเนื้อเยื่อหัวใจไก่ในต้นศตวรรษที่ XNUMX เชื่อว่าเซลล์สามารถสืบพันธุ์อย่างไม่มีกำหนดโดยการแบ่งตัว คาร์เรลอ้างว่าเขาสามารถบรรลุการแบ่งเซลล์หัวใจไก่ในอาหารที่มีสารอาหารได้ กระบวนการนี้ดำเนินต่อเนื่องมากว่ายี่สิบปี การทดลองของเขากับเนื้อเยื่อหัวใจไก่ช่วยเสริมทฤษฎีการแบ่งเซลล์ที่ไม่มีที่สิ้นสุด นักวิทยาศาสตร์พยายามทำซ้ำงานของ Carrel ซ้ำแล้วซ้ำอีก แต่การทดลองของพวกเขาไม่ได้ยืนยัน "การค้นพบ" ของ Carrel
วิจารณ์ทฤษฎีของเฮย์ฟลิค
ในปี 1990 นักวิทยาศาสตร์บางคน เช่น Harry Rubin จาก University of California at Berkeley กล่าวว่าขีดจำกัด Hayflick ใช้ได้กับเซลล์ที่เสียหายเท่านั้น รูบินแนะนำว่าความเสียหายของเซลล์อาจเกิดจากเซลล์ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างจากสภาพแวดล้อมเดิมในร่างกาย หรือโดยนักวิทยาศาสตร์ที่เปิดเผยเซลล์ในห้องปฏิบัติการ
การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับปรากฏการณ์ความชรา
แม้จะมีการวิพากษ์วิจารณ์ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ก็ได้ใช้ทฤษฎีของ Hayflick เป็นพื้นฐานสำหรับการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับปรากฏการณ์การเสื่อมสภาพของเซลล์ โดยเฉพาะเทโลเมียร์ ซึ่งเป็นส่วนปลายของโครโมโซม เทโลเมียร์ปกป้องโครโมโซมและลดการกลายพันธุ์ใน DNA ในปี 1973 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A. Olovnikov ได้ใช้ทฤษฎีการตายของเซลล์ของ Hayflick ในการศึกษาของเขาเกี่ยวกับส่วนปลายของโครโมโซมที่ไม่เกิดซ้ำระหว่างการแบ่งเซลล์ ตาม Olovnikov กระบวนการของการแบ่งเซลล์จะสิ้นสุดลงทันทีที่เซลล์ไม่สามารถทำซ้ำส่วนปลายของโครโมโซมได้อีกต่อไป
อีกหนึ่งปีต่อมา ในปี 1974 เบอร์เน็ตเรียกทฤษฎี Hayflick ว่าขีดจำกัดของ Hayflick โดยใช้ชื่อนี้ในบทความของเขา Internal Mutagenesis หัวใจสำคัญของงานของเบอร์เน็ตคือการสันนิษฐานว่าการแก่ชราเป็นปัจจัยภายในที่มีอยู่ในเซลล์ของรูปแบบชีวิตต่างๆ และกิจกรรมที่สำคัญของพวกมันสอดคล้องกับทฤษฎีที่เรียกว่าขีดจำกัดของ Hayflick ซึ่งกำหนดเวลาของการตายของสิ่งมีชีวิต
Elizabeth Blackburn จากมหาวิทยาลัยซานฟรานซิสโกและเพื่อนร่วมงานของเธอ Jack Szostak จาก Harvard Medical School ในเมืองบอสตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ ได้หันมาใช้ทฤษฎีขีดจำกัด Hayflick ในการศึกษาโครงสร้างของเทโลเมียร์ในปี 1982 เมื่อพวกเขาประสบความสำเร็จในการโคลนและแยกเทโลเมียร์
ในปี 1989 Greider และ Blackburn ได้ก้าวไปอีกขั้นในการศึกษาปรากฏการณ์การแก่ของเซลล์โดยการค้นพบเอนไซม์ที่เรียกว่าเทโลเมียร์เรส (เอนไซม์จากกลุ่มทรานสเฟอร์เรสที่ควบคุมขนาด จำนวน และองค์ประกอบนิวคลีโอไทด์ของเทโลเมียร์โครโมโซม) Greider และ Blackburn พบว่าการมีเทโลเมอเรสช่วยให้เซลล์ของร่างกายหลีกเลี่ยงการตายตามโปรแกรม
ในปี 2009 Blackburn, D. Szostak และ K. Greider ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ด้วยคำว่า "สำหรับการค้นพบกลไกการปกป้องโครโมโซมโดยเทโลเมียร์และเอนไซม์เทโลเมอเรส" การวิจัยของพวกเขาขึ้นอยู่กับขีดจำกัดของ Hayflick