Hayflickin raja

Hayflickin raja tai Hayflickin ilmiö kuvaa biologisten solujen tavallisesti rajallista solujakautumiskertojen määrää. Raja ei koske syöpäsoluja kuten HeLa-soluja. Raja johtuu kromosomien päissä olevien telomeerien lyhentymisestä ja rajan ylittyessä normaalit solut voivat kuolla. Jokainen solujakautuminen lyhentää telomeerejä, joita puolestaan kykenee pidentämään telomeraasi, joka siten voi kasvattaa Hayflickin rajaa.

Historia
Sanan Hayflickin raja keksi vuonna 1974 australialainen Sir Macfarlane Burnet kirjassaan Intrinsic Mutagenesis: A Genetic Approach to Ageing.

Vuonna 1881 saksalainen August Weismann esitti solujakautumisen olevan rajoitettua ja tämän johtavan lopulta eliöiden kuolemaan. Vuonna 1907 tämän väitteen asetti osin kyseenalaiseksi yhdysvaltalainen Ross Harrison luotuaan kuolemattomia soluviljelmiä. Vuonna 1921 ranskalainen kirurgi Alexis Carrel kyseenalaisti Weismannin väitteen ja oman väitteensä tueksi hän kasvatti 34 vuotta kanan sydämen fibroblasteja soluviljelmissä. Carrelin kokeita ei ole sittemmin kuitenkaan onnistuttu toistamaan. Kokeet olivat virheellisiä ja Carrel mahdollisesti itse tiesi tämän. Carrelin kokeet kuitenkin loivat tieteen piiriin pitkäaikaisen yleisen käsityksen selkärankaisten solujen kuolemattomuudesta.

Solujen rajallisen jakaantumiskyvyn havaitsi Leonard Hayflick vuonna 1961 Wistar instituutissa, huomatessaan sikiösolujen jakaantuvan soluviljelmissä vain 40–60 kertaa. Tämän rajan saavutettuaan solut siirtyvät vanhuusvaiheeseen ja vanhenevat tai siirtyvät apoptoosiin. Hayflick julkaisi tuloksensa vuonna 1965. Hayflickin tutkimuksen tuloksia ei aluksi hyväksytty laajalti, mutta Hayflickin havaintoja tukevat muiden tutkijoiden tulokset muuttivat kuitenkin yleisen käsityksen hitaasti useiden vuosikymmenien aikana.

Telomeerien olemassaolosta on jo tiedetty vuodesta 1933 asti, mutta kromosomien lyhentymisen ongelman tunnisti ensimmäisenä venäläinen Alexei Olovnikov vuonna 1971. Hän pyrki selittämään omaa havaintoaan ja Hayflickin havaitsemaa rajallista solujakautumista teoretisoimalla kromosomien päissä olevien telomeerien pituuden rajoittavan solujakautumista. Hän myös arveli telomeerien loppuun lyhenemisen liittyvän soluvanhenemiseen ja tietyn entsyymin, joka myöhemmin tunnistettiin telomeraasiksi, liittyvän syöpäsolulinjojen kuolemattomuuteen. Ensimmäiset kokeelliset todisteet telomeerien lyhentymisen ja Hayflickin rajan välille löydettiin vasta 1990.

Telomeraasin löysivät Elizabeth H. Blackburn ja Carol W. Greider vuonna 1985. Tämän entsyymin katalyyttinen ala-yksikkö telomeraasi käänteistranskriptaasi (TERT) pidentää telomeerejä ja vaikuttaa siten Hayflickin rajaan.

Katso myös
Morfogeenit
Kuolemattomuus
Telomeraasi

Lähteet

Gerontologia
Perinnöllisyystiede
Kromosomit
Molekyylibiologia