Sejarah penciptaan teori Hayflick
Leonard Hayflick (lahir 20 Mei 1928 di Philadelphia), profesor anatomi di University of California di San Francisco, mengembangkan teorinya saat bekerja di Wistar Institute di Philadelphia, Pennsylvania, pada tahun 1965. Frank MacFarlane Burnet menamai teori ini setelah Hayflick di bukunya yang berjudul Internal Mutagenesis, terbit tahun 1974. Konsep batas Hayflick membantu para ilmuwan mempelajari efek penuaan sel pada tubuh manusia, perkembangan sel dari tahap embrio hingga kematian, termasuk efek pemendekan panjang ujung kromosom yang disebut telomer.
Pada tahun 1961, Hayflick mulai bekerja di Wistar Institute, di mana ia mengamati melalui pengamatan bahwa sel manusia tidak membelah tanpa batas. Hayflick dan Paul Moorehead menggambarkan fenomena ini dalam sebuah monografi berjudul Serial Budidaya Strain Sel Diploid Manusia. Pekerjaan Hayflick di Wistar Institute dimaksudkan untuk memberikan solusi nutrisi bagi para ilmuwan yang melakukan eksperimen di institut tersebut, tetapi pada saat yang sama Hayflick terlibat dalam penelitiannya sendiri tentang efek virus dalam sel. Pada tahun 1965, Hayflick mengelaborasi konsep batas Hayflick dalam sebuah monograf berjudul “Limited Lifespan of Human Diploid Cell Strain in the Artificial Environment”.
Hayflick sampai pada kesimpulan bahwa sel mampu menyelesaikan mitosis, yaitu proses reproduksi melalui pembelahan, hanya empat puluh hingga enam puluh kali, setelah itu kematian terjadi. Kesimpulan ini berlaku untuk semua jenis sel, baik sel dewasa maupun sel germinal. Hayflick mengajukan hipotesis yang menurutnya kemampuan replikasi minimum sel dikaitkan dengan penuaannya dan, karenanya, dengan proses penuaan tubuh manusia.
Pada tahun 1974, Hayflick ikut mendirikan Institut Nasional Penuaan di Bethesda, Maryland.
Lembaga ini merupakan cabang dari US National Institutes of Health. Pada tahun 1982, Hayflick juga menjadi wakil ketua American Society for Gerontology, yang didirikan pada tahun 1945 di New York. Selanjutnya, Hayflick berusaha mempopulerkan teorinya dan membantah teori keabadian seluler Carrel.
Sanggahan dari teori Carrel
Alexis Carrel, seorang ahli bedah Prancis yang bekerja dengan jaringan jantung ayam pada awal abad kedua puluh, percaya bahwa sel dapat bereproduksi tanpa batas dengan membelah diri. Carrel mengklaim bahwa ia mampu mencapai pembelahan sel-sel jantung ayam dalam media nutrisi – proses ini berlanjut selama lebih dari dua puluh tahun. Eksperimennya dengan jaringan jantung ayam memperkuat teori pembelahan sel tanpa akhir. Para ilmuwan telah berulang kali mencoba mengulangi pekerjaan Carrel, tetapi eksperimen mereka belum mengkonfirmasi "penemuan" Carrel.
Kritik terhadap teori Hayflick
Pada 1990-an, beberapa ilmuwan, seperti Harry Rubin di University of California di Berkeley, menyatakan bahwa batas Hayflick hanya berlaku untuk sel yang rusak. Rubin menyarankan bahwa kerusakan sel dapat disebabkan oleh sel-sel berada di lingkungan yang berbeda dari lingkungan aslinya di dalam tubuh, atau oleh para ilmuwan yang mengekspos sel-sel di laboratorium.
Penelitian lebih lanjut tentang fenomena penuaan
Meskipun kritik, ilmuwan lain telah menggunakan teori Hayflick sebagai dasar untuk penelitian lebih lanjut tentang fenomena penuaan sel, terutama telomer, yang merupakan bagian terminal dari kromosom. Telomer melindungi kromosom dan mengurangi mutasi pada DNA. Pada tahun 1973, ilmuwan Rusia A. Olovnikov menerapkan teori kematian sel Hayflick dalam studinya tentang ujung kromosom yang tidak mereproduksi diri selama mitosis. Menurut Olovnikov, proses pembelahan sel berakhir segera setelah sel tidak dapat lagi mereproduksi ujung-ujung kromosomnya.
Setahun kemudian, pada tahun 1974, Burnet menyebut teori Hayflick sebagai batas Hayflick, menggunakan nama ini dalam makalahnya, Internal Mutagenesis. Inti dari pekerjaan Burnet adalah asumsi bahwa penuaan adalah faktor intrinsik yang melekat pada sel-sel dari berbagai bentuk kehidupan, dan bahwa aktivitas vital mereka sesuai dengan teori yang dikenal sebagai batas Hayflick, yang menetapkan waktu kematian suatu organisme.
Elizabeth Blackburn dari University of San Francisco dan rekannya Jack Szostak dari Harvard Medical School di Boston, Massachusetts, beralih ke teori batas Hayflick dalam studi mereka tentang struktur telomer pada tahun 1982 ketika mereka berhasil mengkloning dan mengisolasi telomer.
Pada tahun 1989, Greider dan Blackburn mengambil langkah selanjutnya dalam mempelajari fenomena penuaan sel dengan menemukan enzim yang disebut telomerase (enzim dari kelompok transferase yang mengontrol ukuran, jumlah dan komposisi nukleotida telomer kromosom). Greider dan Blackburn menemukan bahwa keberadaan telomerase membantu sel-sel tubuh menghindari kematian terprogram.
Pada tahun 2009, Blackburn, D. Szostak dan K. Greider menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran dengan kata-kata "untuk penemuan mereka tentang mekanisme perlindungan kromosom oleh telomer dan enzim telomerase." Penelitian mereka didasarkan pada batas Hayflick.