Введение : Старение как особая биологическая функция.

Введение: Старение как особая биологическая функция.

Когда известный учёный А. Вейсман сформулировал свою теорию о том, что смерть предков может быть способом расчистить путь более совершенным потомкам, он руководствовался только соображениями биологической целесообразности. Действительно, любой новый признак, возникший у детей, неизбежно разбавился бы океаном старых признаков отцов, дедов, прадедов и т.д. Таким образом, бессмертие особей того или иного вида затормозило бы прогрессивное развитие этого вида.

Продолжение вида зависит от выживания достаточного числа его представителей в течение времени, достаточном для размножения и воспитания потомства до самостоятельного состояния. Это фундаментальное положение ведёт к представлению о том, что лучший способ реализовать выживание состоит в том, чтобы в ходе естественного отбора преимущества получали животные, имеющие наиболее значительные физические резервы жизненно важных органов. Более высокий или избыточный уровень физиологических возможностей повышает вероятность дожития животного до репродуктивного успеха. Если животное достигло половой зрелости и воспитало потомство до самостоятельного состояния, то избыток физиологического резерва позволяет каждому продолжать активное существование после достижения жизненно важной цели. Более длительная жизнь каждого индивида определяется избытком резервов, которыми он располагает к тому сроку, когда цель уже достигнута. Таким образом, силы естественного отбора ослабевают после достижения животным репродуктивного успеха, поскольку жизнь за пределами этого события имеет меньшее значение для выживания вида. Энергия наилучшим образом используется на гарантирование репродуктивного успеха, а не на продление индивидуальной жизни. Вот почему после достижения репродуктивного успеха силы естественного отбора не способствуют удлинению жизни. Однако после достижения репродуктивного успеха животное имеет возможность жить в течение периода, длительность которого определяется уровнем избытка физиологического резерва, достигнутого на стадии полового созревания.

У разных видов скорость старения после репродуктивного успеха различна. Например, смерть горбуши тотчас после нереста или гибель бамбука, который десятками лет может размножаться вегетативно, но, зацвётши, умирает в тот же сезон. У других же видов старение может быть растянуто на много большее время.

Старение, растянутое во времени, призванное бороться с засорением популяции предками долгожителями, стимулируя тем самым прогрессивную эволюцию, работает на выполнение той же задачи ещё одним способом. Появление полезного признака позволяет компенсировать в известных временных пределах эффект старения. Крупный олень, даже достигнув преклонного возраста, может иметь больший шанс победить в весеннем бою за самку или спастись от волчьей стаи, чем его молодой, но низкий сородич.

На клеточном уровне запрограммированная смерть к настоящему времени точно доказана экспериментальным путём. Здесь прежде всего следует упомянуть доказательство «лимита Хейфлика», т.е. ограниченности числа делений определённых соматических клеток организма. Другим ярким примером такого рода служит апоптоз. В клетке заражённой вирусом включается, как оказалось, специальный механизм самоубийства, когда клетка расщепляет свои биополимеры, прежде всего ДНК и определённые ферменты, и гибнет, увлекая с собой и заразивший её вирус. Показано также, что подобный механизм позволяет организму освободиться от оказавшихся вредными или ненужными клеток и даже органов. Например, исчезновение хвоста у головастика.

История проблемы.

 

Проблемами старения живых организмов с давних времён занимались биогеронтологи. Но причины старения долгое время были непонятны.

Так, в начале этого века Алексис Каррель – известный специалист по культуре клеток, хирург, лауреат Нобелевской премии – описал эксперимент, поставленный, чтобы показать возможность последовательного и неограниченно долгого размножения в культуре фибробластов (фибробласт – клетка из семейства соединительных клеток, она может при необходимости превратиться в хрящевую, костную, жировую или гладкомышечную клетку), полученных из сердца цыплёнка. Рост культуры был произвольно прекращён экспериментаторами через 34 года. Это открытие вызвало интерес во всём мире.

Важность открытия о бессмертии культивируемых клеток цыплёнка была ясна для биогеронтологов. Если считать этот факт установленным, он позволяет предполагать, что клетки, выпущенные из-под управления живым организмом, имеют потенциальную способность нормально размножаться и функционировать в течении периода, превышающего продолжительность жизни вида (максимальная зарегистрированнаядлительность жизни кур – 12 лет.) Это означает, что старение должно быть результатом физиологических взаимодействий между клетками только при их объединении в ткани или в органы. Результаты исследований Карреля и их интерпретация были чрезвычайно важны для биогеронтологов, так как явно предполагали, что старение не является результатом процессов, происходящих на клеточном уровне.

В течение нескольких лет после появления данных Карреля его интерпретация этих экспериментов получила подтверждение в работах нескольких лабораторий, где обнаружили, что популяции клеток, взятых у других видов, в том числе и у человека, также имели неограниченную способность к, казалось бы, неограниченной репликации. Сообщения о спонтанном возникновении иммортализованных популяций клеток большого числа тканей человека и животных поступили из десятков лабораторий за двадцатилетний период с начала 40-х до начала 60-х годов XX века. Иммортализованные популяции клеток и сейчас возникают случайно в культурах нормальных клеток.

Смерть клеток в культуре наблюдалась с тех пор, как Р. Харрисон создал первую общепризнанную культуру клеток в 1907 году. Однако распространилось мнение, в основном базирующееся на работах Карреля, что все клетки в культуре являются изначально иммортализованными, а гибель происходит лишь из-за того, что точные условия роста культуры неизвестны. В дальнейшем положение о врождённом бессмертии клеток стало догмой среди специалистов по культуре клеток. Это уводило внимание биогеронтологов от индивидуальной клетки как места возникновения возрастных изменений.

Однако то, что в 50-х годах считалось бесспорным доказательством бессмертия клеток в культуре, вскоре уступило место новым взглядам и противоположным результатам. Так в 1961 году Л. Хейфлик и П. Мурхед показали ограниченность репликативной способности нормальных фибробластов человека. Впервые они исключили артефакты или незнание адекватных условий культуры как возможные причины смерти нормальных клеток в культуре. Учёные объяснили этот феномен как следствие старения на клеточном уровне. Они показали, что смерть нормальных клеток человека в культуре не была вызвана какими-либо тривиальными причинами, а была внутренним свойством самих клеток. Учёные показали, что когда нормальные эмбриональные клетки человека растут в наиболее благоприятных условиях, старение и смерть неизбежно наступают после ~50 удвоений популяции. Этот эксперимент был впоследствии успешно воспроизведено в сотнях других лабораторий.

 

Активные формы кислорода.

К активным формам кислорода (АФК) относятся супероксид (O₂^—), синглетный кислород, H₂O₂ и радикал гидроксида (OH). В организме человека и животных первичной АФК служит супероксид, возникающий при одноэлектронном восстановлении молекулярного кислорода. Супероксид превращается  в H₂O₂, а H₂O₂ в OH в присутствии ионов железа или меди. OH – сильнейший окислитель, способный разрушить практически любое органическое вещество биологического происхождения.

Одноэлектронное восстановление кислорода в принципе возможно за счёт окисления всех веществ с окислительно-восстановительным потенциалом ниже или равным –0,15 В (окислительно-восстановительный потенциал пары O₂/супероксид).

В ходе эволюции в клетке был создан ряд мер, позволяющий свести к минимуму паразитные реакции образования супероксида и не допустить его превращение в очень опасный OH ^. . Существуют многоуровневые системы защиты от АФК. Например, вещества-антиоксиданты, механизмы, препятствующие накоплению веществ-восстановителей, ферменты, снижающие внутриклеточную концентрацию кислорода и тем самым замедляющие образование супероксида; системы выбраковывающие митохондрии и клетки, в которых образуется в силу тех или иных обстоятельств очень много супероксида, и т.д. У высших животных эти внутриклеточных механизмы дополнены физиологическими надклеточными системами, такими как уменьшение вентиляции лёгких и сужении капилляров при переходе от работы к покою, когда потребность в кислороде резко падает.

И, тем не менее, в среднем 2% кислорода клетка животного потребляет не за счёт безопасной реакции четырёхэлектронного восстановления кислорода до воды, а путём энергетически бессмысленной и опасной реакции O₂ →O₂^— . В результате клетка оказывается не в состоянии полностью защитится от повреждающего действия АФК. Так, количество окислительных повреждений ядерной ДНК в клетке человека в среднем оценивается величиной порядка 10 000 повреждений в день, а в клетке крысы, имеющей более высокую скорость дыхания, -- 100 000 в день. На порядок выше чистота повреждений митохондриальной ДНК, расположенной в непосредственной близости от дыхательной цепи – главного генератора супероксида.

На первый взгляд, такую ситуацию можно было бы списать на несовершенство живой системы. Однако известно, что в клетке существует фермент ксантиноксидаза — фермент, который окисляет ксантин молекулярным кислородом. Такой процесс, например, обеспечивает стерильность молока, так как АФК — мощный бактерицид. Однако, как быть с внутриклеточной ксантиноксидазой, обнаруженной в целом ряде тканей? АФК слишком опасны, чтобы доверять им какие либо внутриклеточные функции, кроме одной — функции самоубийства живой системы, будь то митохондрия, клетка или организм.

Не исключено, что во всех этих событиях роковую роль играют митохондрии. Именно в митохондриях генерируется больше всего супероксида, причём этот процесс может приобретать характер саморазгоняющегося. Чем больше образуется супероксида, тем больше вероятность повреждения митохондриальной ДНК. Повреждение митохондриальной ДНК ведёт к нарушению синтеза белков — переносчиков электронов дыхательной цепи. Торможение дыхательной цепи приводит к генерации ещё большего количества супероксида. Таким образом, может возникнуть угроза уничтожения ядерной ДНК и клетки в целом.

Нарастание продукции АФК с возрастом — твёрдо установленный факт. Помимо повреждения ДНК этот эффект может отражаться и на белках. Увеличение окислительной денатурации белков усугубляется тем, что при старении такая денатурация уже не может полностью компенсироваться индукцией белков теплового шока.

Теломеры.

Теломерами называют особые концевые районы линейной хромосомной ДНК, состоящие из многократно повторяющихся коротких нуклеотидных последовательностей. В состав теломер входят также многие белки, специфически связывающиеся с теломерными ДНК-повторами. Таким образом, теломеры (так же, как и все другие районы хромосомы эукариот) построены из дезоксинуклеопротеидов, то есть комплексов ДНК с белками.

Существование специальных структур на концах хромосом было окончательно доказано в 1938 году классиками генетики, лауреатами Нобелевской премии Барбарой Мак-Клинток и Германом Мёллером. Независимо друг от друга они обнаружили, что фрагментация хромосом (под действием рентгеновского облучения) и появление у них дополнительных концов ведут к хромосомным перестройкам и деградации хромосом. В сохранности оставались лишь области хромосом, прилегающие к их естественным концам. Лишенные концевых теломер, хромосомы начинают сливаться с большой частотой, что ведет к тяжелым генетическим аномалиям. Следовательно, заключили они, естественные концы линейных хромосом защищены специальными структурами. Г. Мёллер предложил называть их теломерами (от греч. телос — конец и мерос — часть).

В последующие годы выяснилось, что теломеры не только предотвращают деградацию и слияние хромосом (и тем самым поддерживают целостность генома хозяйской клетки), но и, по-видимому, ответственны за прикрепление хромосом к специальной внутриядерной структуре (своеобразному скелету клеточного ядра), называемой ядерным матриксом (рис. 1,2). Таким образом, теломеры играют важную роль в создании специфической архитектуры и внутренней упорядоченности клеточного ядра. Более того, наличие на концах хромосом специальной теломерной ДНК позволяет решить так называемую проблему концевой недорепликации ДНК.

Теломерная ДНК (рис. 3,4) попала в поле зрения молекулярных биологов сравнительно недавно, когда были разработаны эффективные методы определения последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Первыми объектами исследования были одноклеточные простейшие (ресничная инфузория тетрахимена, в частности), поскольку из-за особенностей строения ядерного и хромосомного аппарата они содержат несколько десятков тысяч очень мелких хромосом и, следовательно, множество теломер в одной клетке (для сравнения: у высших эукариот на клетку приходится менее ста теломер).

Многократно повторяющиеся блоки в теломерной ДНК простейших состоят всего лишь из шести—восьми нуклеотидных остатков. При этом одна цепь ДНК сильно обогащена остатками гуаниловой кислоты (G-богатая цепь; у тетрахимены она построена из блоков TTGGGG (2 тимин- 4 гуанин)), а комплементарная ей цепь ДНК соответственно обогащена остатками цитидиловой кислоты (С-богатая цепь).

У дрожжей повторяющиеся блоки в теломерной ДНК заметно длиннее, чем у простейших, и зачастую не столь регулярные. Каково же было удивление ученых, когда оказалось, что теломерная ДНК человека построена из TTAGGG-блоков (2 тимин-аденин-3 гуанин), то есть отличается от простейших всего лишь одной буквой в повторе. Более того, из TTAGGG-блоков построены теломерные ДНК (вернее, их G-богатые цепи) всех млекопитающих, рептилий, амфибий, птиц и рыб. Столь же универсален теломерный ДНК-повтор у растений: не только у всех наземных растений, но даже у их весьма отдаленных родственников —морских водорослей он представлен последовательностью TTTAGGG (3 тимин-аденин-3 гуанин). Впрочем, удивляться здесь особенно нечему, так как в теломерной ДНК не закодировано никаких белков (она не содержит генов), а у всех организмов теломеры выполняют универсальные функции, речь о которых шла выше. Правда, из этого общего правила есть редкие исключения. Наиболее известное из них — теломерная ДНК плодовой мухи дрозофилы. Она представлена не короткими повторами, а ретротранспозонами — подвижными генетическими элементами.

Очень важная характеристика теломерных ДНК — их длина. У человека она колеблется от 2 до 20 тыс. пар оснований (т.п.о.), а у некоторых видов мышей может достигать сотен т.п.о.

Известно, что около теломер есть специальные белки, обеспечивающие их работу и участвующие в построении теломер. Доказано, что для нормального функционирования каждая линейная ДНК должна иметь две теломеры: по одной теломере на каждый конец.

 

Как работает теломераза.

Итак, основное назначение теломеразы — синтезировать повторяющиеся сегменты ДНК, из которых состоит G-цепь теломерной ДНК. Таким образом, она относится к классу ДНК-полимераз, причем оказалось, что теломераза — это РНК-зависимая ДНК-полимераза или обратная транскриптаза. Ферменты этого класса, синтезирующие ДНК на РНК-матрицах, очень хорошо известны молекулярным биологам. Они закодированы и содержатся в ретровирусах (например, в вирусе иммунодефицита человека, вызывающем заболевание СПИДом) и служат для синтеза ДНК-копий их геномов, который в ретровирусе представлен РНК. В клеточном геноме обратные транскриптазы закодированы в ретротранспозонах.

РНК, используемая теломеразой для синтеза теломерной ДНК в качестве матрицы, входит в состав этого фермента. В этом уникальность теломеразы: на сегодня это единственная известная РНК-содержащая обратная транскриптаза. Теломеразные РНК у разных организмов сильно различаются по длине и структуре. Теломеразы простейших содержат РНК длиной в 150—200 нуклеотидных остатков (н.о.), длина теломеразной РНК человека — 450 н.о., в то время как теломераза дрожжей содержит аномально длинную РНК (около 1300 н. о.).

Матричный участок представлен в теломеразной РНК только один раз. Его длина не превышает длину двух повторов в теломерной ДНК, которые он кодирует и которым он комплементарен.

Так как теломераза синтезирует сегменты ДНК, повторяющиеся много раз, используя только один сегмент своей РНК, она должна обладать способностью периодически (после завершения синтеза каждого повтора) перемещать (транслоцировать) матричный участок в район 3'-конца синтезируемой теломерной ДНК. Источником энергии для такого перемещения, по-видимому, служит сама реакция синтеза цепи теломерной ДНК, поскольку дезоксинуклеозидтрифосфаты — субстраты этой реакции — высокоэнергетические вещества.

На рис. 6 изображена общепринятая схема механизма синтеза теломерных повторов, катализируемого теломеразой. На первой стадии теломераза находит 3'-конец теломерной ДНК, с которым часть матричного участка теломеразной РНК образует комплементарный комплекс. При этом теломераза использует 3'-конец хромосомной ДНК в качестве праймера. Далее наступает очередь РНК-зависимой ДНК-полимеразной активности теломеразы. Она обеспечивается специальной субъединицей теломеразы, которая по устройству своего каталитического центра во многом сходна с обратными транскриптазами ретровирусов и ретротранспозонов. Когда синтез ДНК-повтора заканчивается, происходит транслокация, то есть перемещение матрицы и белковых субъединиц фермента на заново синтезированный конец теломерной ДНК, и весь цикл повторяется вновь.

Это схематичное представление является весьма условным, так как для построения теломер требуется еще много субъединиц, например, отвечающих за нахождение 3’-конца ДНК, или субъединицы, отвечающие за транслокацию, и т.д.

 

Теломераза, рак и старение.

Рассмотрим данные о длине теломерной ДНК и активности теломеразы в различных клетках человека, приведенные в таблице.

Высокая теломеразная активность наблюдается в половых клетках человека в течение всей его жизни. Соответственно их теломеры состоят из наибольшего числа ДНК-повторов и содержат все необходимые белки для нормальной репликации клеток.

Тип клеток	Теломеры, т. п. н.	Теломеразная активность
Половые  Соматические Раковые	15-20 10-12 при рождении, уменьшаются с возрастом 4-6,10-15	Высокая Отсутствует Присутствует в 80% случаев

 

Аналогичная ситуация наблюдается и для стволовых клеток, которые делятся неограниченно долго. Однако у стволовой клетки всегда есть возможность дать две дочерние клетки, одна из которых останется стволовой ("бессмертной"), а другая вступит в процесс дифференцировки. Благодаря этому стволовые клетки служат постоянным источником разнообразных клеток организма. Например, стволовые клетки костного мозга дают начало гемопоэзу — процессу образования клеток крови, а из базальных клеток эпидермиса происходят разнообразные клетки кожного покрова. Как только потомки половых или стволовых клеток начинают дифференцироваться, активность теломеразы падает и их теломеры начинают укорачиваться. В клетках, дифференцировка которых завершена, активность теломеразы падает до нуля, и с каждым клеточным делением они с неизбежностью приближаются к состоянию сенесенса (перестают делиться). Вслед за этим наступает кризис, и большинство клеток погибают (рис. 7). Эта картина характерна для подавляющего большинства известных культур клеток эукариот. Одна­ко и здесь есть редкие, но важные исключения: теломеразная активность обнаруживается в таких "смертных" клетках, как макрофаги и лейкоциты.

Недавно было установлено, что нормальные соматические клетки потому лишены теломеразной активности, что в них полностью подавлена экспрессия гена ее каталитической субъединицы (обратной транскриптазы). Другие же составляющие теломеразы, включая теломеразную РНК, образуются в этих клетках, хотя и в меньших количествах, чем в их "бессмертных" прародителях, но постоянно. Открытие этого важного факта Дж. Шеем, В. Райтом и их сотрудниками и стало основой для сенсационной работы по преодолению «лимита Хейфлика».

 

Заключение.

Функция старения клеток и организма в целом является, несомненно, очень важным фактором прогрессивного развития всех живых организмов на земле. Сама функция старения обеспечивается многими системами и механизмами. Такой параллелизм повышает вероятность выполнения этой функции. Неслучайно, что получить линию бессмертных клеток можно, только преодолев противодействие как минимум трёх генетических механизмов, о которых было написано в этом реферате. В организме таких барьеров, конечно же, больше. Однако, как сказал академик Скулачёв, “сам факт, что их число должно быть конечным, может вселить оптимизм в души борцов за человеческое бессмертие”.

 

 

Библиография.

1. Б. Албертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994, Т. 1-3

2. А. А. Богданов Теломеры и теломераза // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 12. С. 12-18

3. Д. Г. Кнорре Биохимия нуклеиновых кислот // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 3. С. 11-16

4. В.А. Гвоздев "Подвижная ДНК эукариот. Ч. 1—2" //Соросовский Образовательный Журнал 1998 № 8. С. 8-22.

5. В. П. Скулачёв Старение организма – особая биологическая функция, а не результат поломки сложной биологической системы: биохимическое обоснование гипотезы Вейсмана // Биохимия, 1997, том 62, вып. 11, с. 1394-1399

6. Л. Хейфлик Смертность и бессмертие на клеточном уровне // Биохимия, 1997, том 62, вып. 11, с. 1380-1393

7. Х. Д. Осивац, А. Хаманн Реорганизация ДНК и биологическое старение // Биохимия, 1997, том 62, вып. 11, с. 1491-1502

8. UniSci Science & Research News, 1999 №1 http://unisci.com

9.  Laura DeFrancesco Looking Into Longevity with Telomere Detection Kits, 1998

10. Cech Lab — University of Colorado at Boulder http://petunia.colorado.edu

Введение: Старение как особая биологическая функция.

Когда известный учёный А. Вейсман сформулировал свою теорию о том, что смерть предков может быть способом расчистить путь более совершенным потомкам, он руководствовался только соображениями биологической целесообразности. Действительно, любой новый признак, возникший у детей, неизбежно разбавился бы океаном старых признаков отцов, дедов, прадедов и т.д. Таким образом, бессмертие особей того или иного вида затормозило бы прогрессивное развитие этого вида.

Продолжение вида зависит от выживания достаточного числа его представителей в течение времени, достаточном для размножения и воспитания потомства до самостоятельного состояния. Это фундаментальное положение ведёт к представлению о том, что лучший способ реализовать выживание состоит в том, чтобы в ходе естественного отбора преимущества получали животные, имеющие наиболее значительные физические резервы жизненно важных органов. Более высокий или избыточный уровень физиологических возможностей повышает вероятность дожития животного до репродуктивного успеха. Если животное достигло половой зрелости и воспитало потомство до самостоятельного состояния, то избыток физиологического резерва позволяет каждому продолжать активное существование после достижения жизненно важной цели. Более длительная жизнь каждого индивида определяется избытком резервов, которыми он располагает к тому сроку, когда цель уже достигнута. Таким образом, силы естественного отбора ослабевают после достижения животным репродуктивного успеха, поскольку жизнь за пределами этого события имеет меньшее значение для выживания вида. Энергия наилучшим образом используется на гарантирование репродуктивного успеха, а не на продление индивидуальной жизни. Вот почему после достижения репродуктивного успеха силы естественного отбора не способствуют удлинению жизни. Однако после достижения репродуктивного успеха животное имеет возможность жить в течение периода, длительность которого определяется уровнем избытка физиологического резерва, достигнутого на стадии полового созревания.

У разных видов скорость старения после репродуктивного успеха различна. Например, смерть горбуши тотчас после нереста или гибель бамбука, который десятками лет может размножаться вегетативно, но, зацвётши, умирает в тот же сезон. У других же видов старение может быть растянуто на много большее время.

Старение, растянутое во времени, призванное бороться с засорением популяции предками долгожителями, стимулируя тем самым прогрессивную эволюцию, работает на выполнение той же задачи ещё одним способом. Появление полезного признака позволяет компенсировать в известных временных пределах эффект старения. Крупный олень, даже достигнув преклонного возраста, может иметь больший шанс победить в весеннем бою за самку или спастись от волчьей стаи, чем его молодой, но низкий сородич.

На клеточном уровне запрограммированная смерть к настоящему времени точно доказана экспериментальным путём. Здесь прежде всего следует упомянуть доказательство «лимита Хейфлика», т.е. ограниченности числа делений определённых соматических клеток организма. Другим ярким примером такого рода служит апоптоз. В клетке заражённой вирусом включается, как оказалось, специальный механизм самоубийства, когда клетка расщепляет свои биополимеры, прежде всего ДНК и определённые ферменты, и гибнет, увлекая с собой и заразивший её вирус. Показано также, что подобный механизм позволяет организму освободиться от оказавшихся вредными или ненужными клеток и даже органов. Например, исчезновение хвоста у головастика.

История проблемы.

 

Проблемами старения живых организмов с давних времён занимались биогеронтологи. Но причины старения долгое время были непонятны.

Так, в начале этого века Алексис Каррель – известный специалист по культуре клеток, хирург, лауреат Нобелевской премии – описал эксперимент, поставленный, чтобы показать возможность последовательного и неограниченно долгого размножения в культуре фибробластов (фибробласт – клетка из семейства соединительных клеток, она может при необходимости превратиться в хрящевую, костную, жировую или гладкомышечную клетку), полученных из сердца цыплёнка. Рост культуры был произвольно прекращён экспериментаторами через 34 года. Это открытие вызвало интерес во всём мире.

Важность открытия о бессмертии культивируемых клеток цыплёнка была ясна для биогеронтологов. Если считать этот факт установленным, он позволяет предполагать, что клетки, выпущенные из-под управления живым организмом, имеют потенциальную способность нормально размножаться и функционировать в течении периода, превышающего продолжительность жизни вида (максимальная зарегистрированнаядлительность жизни кур – 12 лет.) Это означает, что старение должно быть результатом физиологических взаимодействий между клетками только при их объединении в ткани или в органы. Результаты исследований Карреля и их интерпретация были чрезвычайно важны для биогеронтологов, так как явно предполагали, что старение не является результатом процессов, происходящих на клеточном уровне.

В течение нескольких лет после появления данных Карреля его интерпретация этих экспериментов получила подтверждение в работах нескольких лабораторий, где обнаружили, что популяции клеток, взятых у других видов, в том числе и у человека, также имели неограниченную способность к, казалось бы, неограниченной репликации. Сообщения о спонтанном возникновении иммортализованных популяций клеток большого числа тканей человека и животных поступили из десятков лабораторий за двадцатилетний период с начала 40-х до начала 60-х годов XX века. Иммортализованные популяции клеток и сейчас возникают случайно в культурах нормальных клеток.

Смерть клеток в культуре наблюдалась с тех пор, как Р. Харрисон создал первую общепризнанную культуру клеток в 1907 году. Однако распространилось мнение, в основном базирующееся на работах Карреля, что все клетки в культуре являются изначально иммортализованными, а гибель происходит лишь из-за того, что точные условия роста культуры неизвестны. В дальнейшем положение о врождённом бессмертии клеток стало догмой среди специалистов по культуре клеток. Это уводило внимание биогеронтологов от индивидуальной клетки как места возникновения возрастных изменений.

Однако то, что в 50-х годах считалось бесспорным доказательством бессмертия клеток в культуре, вскоре уступило место новым взглядам и противоположным результатам. Так в 1961 году Л. Хейфлик и П. Мурхед показали ограниченность репликативной способности нормальных фибробластов человека. Впервые они исключили артефакты или незнание адекватных условий культуры как возможные причины смерти нормальных клеток в культуре. Учёные объяснили этот феномен как следствие старения на клеточном уровне. Они показали, что смерть нормальных клеток человека в культуре не была вызвана какими-либо тривиальными причинами, а была внутренним свойством самих клеток. Учёные показали, что когда нормальные эмбриональные клетки человека растут в наиболее благоприятных условиях, старение и смерть неизбежно наступают после ~50 удвоений популяции. Этот эксперимент был впоследствии успешно воспроизведено в сотнях других лабораторий.