Saga sköpunar kenningar Hayflick
Leonard Hayflick (fæddur 20. maí 1928 í Fíladelfíu), prófessor í líffærafræði við Kaliforníuháskóla í San Francisco, þróaði kenningu sína þegar hann starfaði við Wistar Institute í Philadelphia, Pennsylvaníu, árið 1965. Frank MacFarlane Burnet nefndi þessa kenningu eftir Hayflick í bók hans sem ber heitið Internal Mutagenese, gefin út árið 1974. Hugmyndin um Hayflick-mörkin hjálpaði vísindamönnum að rannsaka áhrif frumuöldrunar í mannslíkamanum, frumuþroska frá fósturstigi til dauða, þar á meðal áhrif þess að stytta lengd litningaenda sem kallast telómerar.
Árið 1961 hóf Hayflick störf við Wistar Institute, þar sem hann sá með athugunum að frumur manna skiptast ekki endalaust. Hayflick og Paul Moorehead lýstu þessu fyrirbæri í einriti sem ber titilinn Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains. Starf Hayflick hjá Wistar-stofnuninni var ætlað að veita næringarefnalausn fyrir vísindamennina sem gerðu tilraunir við stofnunina en á sama tíma stundaði Hayflick eigin rannsóknir á áhrifum veira í frumur. Árið 1965 útfærði Hayflick hugmyndina um Hayflick mörkin í einfræðiriti sem ber titilinn „Limited Lifespan of Human Diploid Cell Strains in the Artificial Environment“.
Hayflick komst að þeirri niðurstöðu að fruman sé fær um að ljúka mítósu, þ.e. æxlunarferli með skiptingu, aðeins fjörutíu til sextíu sinnum, en eftir það á sér stað dauði. Þessi niðurstaða átti við um allar tegundir frumna, hvort sem þær eru fullorðnar frumur eða kímfrumur. Hayflick setti fram tilgátu þar sem lágmarksfjölgunargeta frumu tengist öldrun hennar og þar af leiðandi öldrunarferli mannslíkamans.
Árið 1974 stofnaði Hayflick National Institute on Aging í Bethesda, Maryland.
Þessi stofnun er útibú bandarísku heilbrigðisstofnunarinnar. Árið 1982 varð Hayflick einnig varaformaður American Society for Gerontology, stofnað árið 1945 í New York. Í kjölfarið vann Hayflick að því að gera kenningu sína vinsæla og hrekja kenningu Carrels um frumuódauðleika.
Afsönnun kenninga Carrels
Alexis Carrel, franskur skurðlæknir sem vann með kjúklingahjartavef snemma á tuttugustu öld, taldi að frumur gætu fjölgað sér endalaust með því að skipta sér. Carrel hélt því fram að hann hefði getað skipt upp hjartafrumum kjúklinga í næringarefni - þetta ferli hélt áfram í meira en tuttugu ár. Tilraunir hans með hjartavef kjúklinga styrktu kenninguna um endalausa frumuskiptingu. Vísindamenn hafa ítrekað reynt að endurtaka verk Carrel, en tilraunir þeirra hafa ekki staðfest „uppgötvun“ Carrel.
Gagnrýni á kenningu Hayflick
Á tíunda áratugnum sögðu sumir vísindamenn, eins og Harry Rubin við háskólann í Kaliforníu í Berkeley, að Hayflick mörkin ættu aðeins við um skemmdar frumur. Rubin lagði til að frumuskemmdir gætu stafað af því að frumurnar væru í öðru umhverfi en upprunalegu umhverfi þeirra í líkamanum, eða af því að vísindamenn afhjúpuðu frumurnar í rannsóknarstofunni.
Frekari rannsóknir á fyrirbærinu öldrun
Þrátt fyrir gagnrýni hafa aðrir vísindamenn notað kenningu Hayflick sem grunn að frekari rannsóknum á fyrirbæri frumuöldrunar, sérstaklega telómera, sem eru endanlegir hlutar litninga. Telómerar vernda litninga og draga úr stökkbreytingum í DNA. Árið 1973 beitti rússneski vísindamaðurinn A. Olovnikov kenningu Hayflicks um frumudauða í rannsóknum sínum á endum litninga sem fjölga sér ekki við mítósu. Samkvæmt Olovnikov lýkur frumuskiptingarferlinu um leið og fruman getur ekki lengur endurskapað endana á litningum sínum.
Ári síðar, árið 1974, kallaði Burnet Hayflick-kenninguna Hayflick-mörkin og notaði þetta nafn í grein sinni, Internal Mutagenesis. Kjarninn í starfi Burnet var sú forsendu að öldrun væri eðlislægur þáttur sem felst í frumum ýmissa lífsforma og að lífsnauðsynleg virkni þeirra samsvari kenningu sem kallast Hayflick mörkin, sem ákvarðar dauðatíma lífvera.
Elizabeth Blackburn frá háskólanum í San Francisco og samstarfsmaður hennar Jack Szostak við Harvard læknaskólann í Boston, Massachusetts, sneru sér að kenningunni um Hayflick mörkin í rannsóknum sínum á byggingu telómera árið 1982 þegar þeim tókst að klóna og einangra telómera.
Árið 1989 tóku Greider og Blackburn næsta skref í að rannsaka fyrirbærið öldrun frumna með því að uppgötva ensím sem kallast telomerase (ensím úr hópi transferasa sem stjórnar stærð, fjölda og núkleótíðsamsetningu litninga telómera). Greider og Blackburn komust að því að tilvist telomerasa hjálpar líkamsfrumum að forðast forritaðan dauða.
Árið 2009 fengu Blackburn, D. Szostak og K. Greider Nóbelsverðlaunin í lífeðlisfræði eða læknisfræði með orðalaginu „fyrir uppgötvun þeirra á aðferðum við verndun litninga með telómerum og ensíminu telomerasa. Rannsóknir þeirra voru byggðar á Hayflick mörkunum.