História vzniku Hayflickovej teórie
Leonard Hayflick (nar. 20. mája 1928 vo Philadelphii), profesor anatómie na Kalifornskej univerzite v San Franciscu, svoju teóriu rozvinul počas pôsobenia vo Wistar Institute vo Philadelphii v Pensylvánii v roku 1965. Frank MacFarlane Burnet pomenoval túto teóriu po Hayflickovi v r. jeho kniha s názvom Vnútorná mutagenéza, vydaná v roku 1974. Koncept Hayflickovho limitu pomohol vedcom skúmať účinky starnutia buniek v ľudskom tele, vývoj buniek od embryonálneho štádia až po smrť, vrátane vplyvu skracovania dĺžky koncov chromozómov tzv. teloméry.
V roku 1961 začal Hayflick pracovať vo Wistar Institute, kde pozorovaním pozoroval, že ľudské bunky sa nedelia donekonečna. Hayflick a Paul Moorehead opísali tento jav v monografii s názvom Sériová kultivácia ľudských diploidných bunkových kmeňov. Hayflickova práca v inštitúte Wistar mala za cieľ poskytnúť riešenie živín pre vedcov, ktorí v inštitúte robili experimenty, no zároveň sa Hayflick zaoberal vlastným výskumom účinkov vírusov v bunkách. V roku 1965 Hayflick rozpracoval koncept Hayflickovho limitu v monografii s názvom „Obmedzená životnosť ľudských diploidných bunkových kmeňov v umelom prostredí“.
Hayflick dospel k záveru, že bunka je schopná dokončiť mitózu, teda proces rozmnožovania cez delenie, len štyridsať až šesťdesiatkrát, potom nastáva smrť. Tento záver platil pre všetky odrody buniek, či už dospelých alebo zárodočných buniek. Hayflick predložil hypotézu, podľa ktorej je minimálna replikačná schopnosť bunky spojená s jej starnutím, a teda aj s procesom starnutia ľudského tela.
V roku 1974 Hayflick spoluzakladal Národný inštitút pre starnutie v Bethesde v štáte Maryland.
Táto inštitúcia je pobočkou amerického Národného inštitútu zdravia. V roku 1982 sa Hayflick stal aj podpredsedom Americkej spoločnosti pre gerontológiu založenej v roku 1945 v New Yorku. Následne Hayflick pracoval na popularizácii svojej teórie a vyvrátení Carrelovej teórie bunkovej nesmrteľnosti.
Vyvrátenie Carrelovej teórie
Alexis Carrel, francúzsky chirurg, ktorý na začiatku dvadsiateho storočia pracoval s tkanivom kuracieho srdca, veril, že bunky sa môžu množiť delením donekonečna. Carrel tvrdil, že bol schopný dosiahnuť rozdelenie buniek kuracieho srdca v živnom médiu - tento proces pokračoval viac ako dvadsať rokov. Jeho experimenty s tkanivom kuracieho srdca posilnili teóriu nekonečného delenia buniek. Vedci sa opakovane pokúšali zopakovať prácu Carrela, ale ich experimenty nepotvrdili „objav“ Carrela.
Kritika Hayflickovej teórie
V 1990. rokoch niektorí vedci, ako napríklad Harry Rubin z Kalifornskej univerzity v Berkeley, uviedli, že Hayflickov limit sa vzťahuje len na poškodené bunky. Rubin naznačil, že poškodenie buniek by mohlo byť spôsobené tým, že bunky sú v prostredí odlišnom od ich pôvodného prostredia v tele, alebo tým, že vedci bunky odhalili v laboratóriu.
Ďalší výskum fenoménu starnutia
Napriek kritike iní vedci použili Hayflickovu teóriu ako základ pre ďalší výskum fenoménu starnutia buniek, najmä telomér, ktoré sú koncovými úsekmi chromozómov. Teloméry chránia chromozómy a redukujú mutácie v DNA. V roku 1973 ruský vedec A. Olovnikov aplikoval Hayflickovu teóriu bunkovej smrti pri štúdiách koncov chromozómov, ktoré sa samy nereprodukujú počas mitózy. Podľa Olovnikova sa proces bunkového delenia končí, akonáhle bunka už nedokáže reprodukovať konce svojich chromozómov.
O rok neskôr, v roku 1974, Burnet nazval Hayflickovu teóriu Hayflickov limit, pričom tento názov použil vo svojom článku Internal Mutagenesis. Jadrom Burnetovej práce bol predpoklad, že starnutie je vnútorným faktorom, ktorý je súčasťou buniek rôznych foriem života, a že ich životná aktivita zodpovedá teórii známej ako Hayflickov limit, ktorý stanovuje čas smrti organizmu.
Elizabeth Blackburnová z univerzity v San Franciscu a jej kolega Jack Szostak z Harvardskej lekárskej fakulty v Bostone v štáte Massachusetts sa pri štúdiu štruktúry telomér v roku 1982 obrátili na teóriu Hayflickovho limitu, keď sa im podarilo klonovať a izolovať teloméry.
V roku 1989 Greider a Blackburn urobili ďalší krok v štúdiu fenoménu starnutia buniek objavením enzýmu nazývaného telomeráza (enzým zo skupiny transferáz, ktorý riadi veľkosť, počet a zloženie nukleotidov chromozómových telomér). Greider a Blackburn zistili, že prítomnosť telomerázy pomáha telovým bunkám vyhnúť sa programovanej smrti.
V roku 2009 dostali Blackburn, D. Szostak a K. Greider Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu so znením „za objav mechanizmov ochrany chromozómov telomérmi a enzýmom telomerázou“. Ich výskum bol založený na Hayflickovom limite.