גבול הייפליק

ההיסטוריה של יצירת התיאוריה של הייפליק

לאונרד הייפליק (נולד ב-20 במאי 1928 בפילדלפיה), פרופסור לאנטומיה באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו, פיתח את התיאוריה שלו בזמן שעבד במכון ויסטאר בפילדלפיה, פנסילבניה, בשנת 1965. פרנק מקפרלן ברנט קרא לתיאוריה זו על שם הייפליק בשנת ספרו בשם Internal Mutagenesis, שפורסם ב-1974. הרעיון של גבול הייפליק עזר למדענים לחקור את השפעות הזדקנות התאים בגוף האדם, התפתחות תאים משלב עוברי ועד למוות, כולל ההשפעה של קיצור אורך קצוות הכרומוזומים הנקראים טלומרים.

בשנת 1961 החל הייפליק לעבוד במכון ויסטאר, שם הבחין באמצעות תצפית כי תאים אנושיים אינם מתחלקים ללא הגבלת זמן. הייפליק ופול מורהד תיארו תופעה זו במונוגרפיה שכותרתה גידול סדרתי של זני תאים דיפלואידים אנושיים. עבודתו של הייפליק במכון ויסטאר נועדה לתת מענה תזונתי למדענים שערכו ניסויים במכון, אך במקביל עסק הייפליק במחקר משלו על השפעות הנגיפים בתאים. בשנת 1965, הרחיב הייפליק את הרעיון של גבול הייפליק במונוגרפיה שכותרתה "תוחלת חיים מוגבלת של זני תאים דיפלואידים אנושיים בסביבה מלאכותית".

הייפליק הגיע למסקנה שהתא מסוגל להשלים מיטוזה, כלומר, תהליך רבייה באמצעות חלוקה, רק ארבעים עד שישים פעמים, ולאחר מכן מתרחש המוות. מסקנה זו חלה על כל סוגי התאים, בין אם תאי מבוגרים או נבט. הייפליק העלה השערה לפיה יכולת ההעתקה המינימלית של תא קשורה להזדקנותו ובהתאם לתהליך ההזדקנות של גוף האדם.

בשנת 1974, הייפליק ייסד את המכון הלאומי להזדקנות בבת'סדה, מרילנד.

מוסד זה הוא סניף של המכון הלאומי לבריאות בארה"ב. ב-1982 הפך הייפליק גם לסגן יו"ר האגודה האמריקאית לגרונטולוגיה, שנוסדה ב-1945 בניו יורק. לאחר מכן, הייפליק פעל לפופולריות של התיאוריה שלו ולהפריך את התיאוריה של קארל על אלמוות סלולר.

הפרכה של התיאוריה של קארל

אלכסיס קארל, מנתח צרפתי שעבד עם רקמת לב עוף בתחילת המאה העשרים, האמין שתאים יכולים להתרבות ללא הגבלת זמן על ידי חלוקה. קארל טען שהוא הצליח להשיג חלוקה של תאי לב עוף במדיום תזונתי - תהליך זה נמשך יותר מעשרים שנה. הניסויים שלו ברקמת לב עוף חיזקו את התיאוריה של חלוקת תאים אינסופית. מדענים ניסו שוב ושוב לחזור על עבודתו של קארל, אך הניסויים שלהם לא אישרו את "הגילוי" של קארל.

ביקורת על התיאוריה של הייפליק

בשנות ה-1990, כמה מדענים, כמו הארי רובין מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, הצהירו כי מגבלת הייפליק חלה רק על תאים פגומים. רובין הציע שנזק לתאים עלול להיגרם על ידי שהות בסביבה שונה מסביבתם המקורית בגוף, או על ידי מדענים שחשפו את התאים במעבדה.

מחקר נוסף על תופעת ההזדקנות

למרות הביקורת, מדענים אחרים השתמשו בתיאוריה של הייפליק כבסיס למחקר נוסף על תופעת ההזדקנות התאית, במיוחד הטלומרים, שהם החלקים הסופיים של הכרומוזומים. הטלומרים מגנים על הכרומוזומים ומפחיתים מוטציות ב-DNA. בשנת 1973 יישם המדען הרוסי א' אולובניקוב את התיאוריה של הייפליק על מוות תאי במחקריו על קצוות הכרומוזומים שאינם מתרבים בעצמם בזמן מיטוזה. לפי אולובניקוב, תהליך חלוקת התא מסתיים ברגע שהתא אינו יכול עוד לשחזר את קצוות הכרומוזומים שלו.

שנה לאחר מכן, ב-1974, כינה ברנט את תיאוריית הייפליק גבול הייפליק, תוך שימוש בשם זה במאמרו, Mutagenesis פנימי. בלב עבודתו של ברנט עמדה ההנחה שהזדקנות היא גורם מהותי הגלום בתאים של צורות חיים שונות, ושפעילותם החיונית תואמת לתיאוריה המכונה גבול הייפליק, הקובעת את זמן המוות של אורגניזם.

אליזבת בלקבורן מאוניברסיטת סן פרנסיסקו ועמיתה ג'ק שוסטק מבית הספר לרפואה של הרווארד בבוסטון, מסצ'וסטס, פנו לתיאוריית גבול הייפליק במחקריהם על מבנה הטלומרים ב-1982 כשהצליחו לשבט ולבודד טלומרים.  

ב-1989 עשו גרידר ובלקבורן את הצעד הבא בחקר תופעת הזדקנות התאים על ידי גילוי אנזים בשם טלומראז (אנזים מקבוצת הטרנספראזות השולט בגודל, מספר והרכב הנוקלאוטידים של הטלומרים של הכרומוזומים). גרידר ובלקבורן גילו שנוכחות טלומראז עוזרת לתאי הגוף להימנע ממוות מתוכנת.

ב-2009 קיבלו בלקבורן, ד' סוסטק וק' גרידר את פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה בנוסח "על גילוי מנגנוני ההגנה על כרומוזומים על ידי טלומרים והאנזים טלומראז". המחקר שלהם התבסס על גבול הייפליק.

 

השאירו תגובה