ჰეიფლიკის თეორიის შექმნის ისტორია
ლეონარდ ჰეიფლიკმა (დაიბადა 20 წლის 1928 მაისს ფილადელფიაში), ანატომიის პროფესორმა სან-ფრანცისკოს კალიფორნიის უნივერსიტეტში, თავისი თეორია 1965 წელს ფილადელფიაში, პენსილვანიის ვისტარის ინსტიტუტში მუშაობისას შეიმუშავა. ფრენკ მაკფარლეინ ბერნეტმა ამ თეორიას ჰეიფლიკის სახელი უწოდა. მისი წიგნი სახელწოდებით შინაგანი მუტაგენეზი, გამოქვეყნდა 1974 წელს. ჰეიფლიკის ლიმიტის კონცეფცია დაეხმარა მეცნიერებს შეესწავლათ უჯრედების დაბერების ეფექტი ადამიანის სხეულში, უჯრედების განვითარება ემბრიონის სტადიიდან სიკვდილამდე, მათ შორის ქრომოსომის ბოლოების სიგრძის შემცირების ეფექტი ე.წ. ტელომერები.
1961 წელს ჰეიფლიკმა მუშაობა დაიწყო ვისტარის ინსტიტუტში, სადაც დაკვირვებით დააკვირდა, რომ ადამიანის უჯრედები განუსაზღვრელი ვადით არ იყოფა. ჰეიფლიკმა და პოლ მურჰედმა აღწერეს ეს ფენომენი მონოგრაფიაში სახელწოდებით ადამიანის დიპლოიდური უჯრედების სერიული კულტივაცია. ჰეიფლიკის მუშაობა ვისტარის ინსტიტუტში მიზნად ისახავდა მკვებავი ხსნარის მიწოდებას მეცნიერებისთვის, რომლებიც ატარებდნენ ექსპერიმენტებს ინსტიტუტში, მაგრამ ამავე დროს ჰეიფლიკი ეწეოდა საკუთარ კვლევას უჯრედებში ვირუსების ზემოქმედების შესახებ. 1965 წელს ჰეიფლიკმა შეიმუშავა ჰეიფლიკის ლიმიტის კონცეფცია მონოგრაფიაში სახელწოდებით "ადამიანის დიპლოიდური უჯრედების შტამების შეზღუდული სიცოცხლის ხანგრძლივობა ხელოვნურ გარემოში".
ჰეიფლიკი მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ უჯრედს შეუძლია დაასრულოს მიტოზი, ანუ გამრავლების პროცესი გაყოფის გზით, მხოლოდ ორმოციდან სამოცჯერ, რის შემდეგაც ხდება სიკვდილი. ეს დასკვნა ეხებოდა ყველა სახეობის უჯრედს, იქნება ეს ზრდასრული თუ ჩანასახოვანი უჯრედები. ჰეიფლიკმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც უჯრედის მინიმალური რეპლიკაციური უნარი დაკავშირებულია მის დაბერებასთან და, შესაბამისად, ადამიანის ორგანიზმის დაბერების პროცესთან.
1974 წელს ჰეიფლიკმა დააარსა დაბერების ეროვნული ინსტიტუტი ბეთესდაში, მერილენდი.
ეს დაწესებულება არის აშშ-ს ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტის ფილიალი. 1982 წელს ჰეიფლიკი ასევე გახდა ამერიკის გერონტოლოგიის საზოგადოების ვიცე-თავმჯდომარე, რომელიც დაარსდა 1945 წელს ნიუ-იორკში. შემდგომში ჰეიფლიკმა იმუშავა თავისი თეორიის პოპულარიზაციაზე და უარყო კარელის ფიჭური უკვდავების თეორია.
კარელის თეორიის უარყოფა
ალექსის კარელი, ფრანგი ქირურგი, რომელიც ქათმის გულის ქსოვილზე მუშაობდა მეოცე საუკუნის დასაწყისში, სჯეროდა, რომ უჯრედები გაყოფით განუსაზღვრელი ვადით გამრავლდნენ. კარელი ამტკიცებდა, რომ მან შეძლო ქათმის გულის უჯრედების დაყოფა საკვებ გარემოში - ეს პროცესი გაგრძელდა ოც წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. მისმა ექსპერიმენტებმა ქათმის გულის ქსოვილზე გააძლიერა უჯრედების გაუთავებელი გაყოფის თეორია. მეცნიერებმა არაერთხელ სცადეს კარელის ნამუშევრის გამეორება, მაგრამ მათმა ექსპერიმენტებმა არ დაადასტურა კარელის "აღმოჩენა".
ჰეიფლიკის თეორიის კრიტიკა
1990-იან წლებში ზოგიერთმა მეცნიერმა, მაგალითად ჰარი რუბინმა კალიფორნიის უნივერსიტეტში, ბერკლიში, განაცხადა, რომ ჰეიფლიკის ლიმიტი მხოლოდ დაზიანებულ უჯრედებზე ვრცელდება. რუბინმა ვარაუდობს, რომ უჯრედების დაზიანება შეიძლება გამოწვეული იყოს იმით, რომ უჯრედები იმყოფებოდნენ სხეულის თავდაპირველი გარემოსგან განსხვავებულ გარემოში, ან მეცნიერებმა, რომლებიც ავლენდნენ უჯრედებს ლაბორატორიაში.
დაბერების ფენომენის შემდგომი კვლევა
კრიტიკის მიუხედავად, სხვა მეცნიერებმა გამოიყენეს ჰეიფლიკის თეორია, როგორც უჯრედული დაბერების ფენომენის შემდგომი კვლევის საფუძველი, განსაკუთრებით ტელომერები, რომლებიც ქრომოსომების ბოლო მონაკვეთებია. ტელომერები იცავს ქრომოსომებს და ამცირებს დნმ-ის მუტაციებს. 1973 წელს რუსმა მეცნიერმა ა. ოლოვნიკოვმა გამოიყენა ჰეიფლიკის უჯრედების სიკვდილის თეორია ქრომოსომების ბოლოების შესწავლისას, რომლებიც არ მრავლდებიან მიტოზის დროს. ოლოვნიკოვის თქმით, უჯრედის გაყოფის პროცესი მაშინვე მთავრდება, როგორც კი უჯრედი ვეღარ შეძლებს მისი ქრომოსომის ბოლოების რეპროდუცირებას.
ერთი წლის შემდეგ, 1974 წელს, ბერნეტმა ჰეიფლიკის თეორიას უწოდა ჰეიფლიკის ლიმიტი, გამოიყენა ეს სახელი თავის ნაშრომში, შინაგანი მუტაგენეზი. ბერნეტის ნაშრომის საფუძველი იყო ვარაუდი, რომ დაბერება არის შინაგანი ფაქტორი, რომელიც თან ახლავს სიცოცხლის სხვადასხვა ფორმის უჯრედებს და რომ მათი სასიცოცხლო აქტივობა შეესაბამება თეორიას, რომელიც ცნობილია როგორც ჰეიფლიკის ლიმიტი, რომელიც ადგენს ორგანიზმის სიკვდილის დროს.
ელიზაბეტ ბლექბერნი სან-ფრანცისკოს უნივერსიტეტიდან და მისი კოლეგა ჯეკ ზოსტაკი ჰარვარდის სამედიცინო სკოლის ბოსტონიდან, მასაჩუსეტსი, ტელომერების სტრუქტურის შესწავლისას ჰეიფლიკის ლიმიტის თეორიას მიმართეს 1982 წელს, როდესაც მათ მოახერხეს ტელომერების კლონირება და იზოლირება.
1989 წელს გრეიდერმა და ბლექბერნმა გადადგნენ შემდეგი ნაბიჯი უჯრედების დაბერების ფენომენის შესწავლაში ფერმენტის ტელომერაზას აღმოჩენით (ფერმენტი ტრანსფერაზების ჯგუფიდან, რომელიც აკონტროლებს ქრომოსომის ტელომერების ზომას, რაოდენობას და ნუკლეოტიდს). გრეიდერმა და ბლექბერნმა აღმოაჩინეს, რომ ტელომერაზას არსებობა ორგანიზმის უჯრედებს პროგრამირებული სიკვდილის თავიდან აცილებაში ეხმარება.
2009 წელს ბლექბერნმა, დ. სოსტაკმა და კ. გრეიდერმა მიიღეს ნობელის პრემია ფიზიოლოგიასა და მედიცინაში ფორმულირებით „ტელომერებითა და ფერმენტ ტელომერაზას მიერ ქრომოსომების დაცვის მექანიზმების აღმოჩენისთვის“. მათი კვლევა ეფუძნებოდა ჰეიფლიკის ლიმიტს.