چرا بدن انسان نمی‌تواند جاودانه باشد؟

لئونارد هایفلیک، اسطوره‌ی علم زیست‌شناسی اول ماه آگوست (۱۱ مرداد) از دنیا رفت. بیشتر افراد احتمالاً هایفلیک را نمی‌شناسند، اما او در اوایل دهه‌ی ۱۹۶۰ به کشف قابل‌توجهی دست یافت. هایفلیک و یکی از همکارانش به نام پل مورهد، در آن زمان هنگام انجام آزمایش روی سلول‌های انسانی، متوجه شدند که سلول‌های انسان فقط می‌توانند به دفعات محدودی تقسیم شوند.

کشف هایفلیک و همکارش اگرچه در سطح سلول منفرد انجام شد، معنای چشمگیری داشت: انسان‌ها نمی‌توانند برای همیشه زندگی کنند.

استیون سالزبرگ، زیست‌شناس محاسباتی، در مجله‌ی فوربز می‌نویسد آنچه هایفلیک کشف کرد این بود که سلول‌ها پس از ۴۰ تا ۶۰ دور تقسیم به دو قسمت، اصلا دیگر تقسیم نمی‌شوند. وقتی سلول‌ها به آن نقطه می‌رسند، وارد مرحله‌ای به نام پیری می‌شوند و در نهایت می‌میرند. تعداد دفعاتی که یک سلول می‌تواند تقسیم شود، اکنون به عنوان «حد هایفلیک» شناخته می‌شود.

قبل از آزمایش‌های هایفلیک، بسیاری از دانشمندان معتقد بودند که سلول‌ها می‌توانند تا همیشه تقسیم شوند. به‌هر‌حال، هر سلول در بدن ما از یک سلول اصلی می‌آید که آن سلول از والدین ما و از والدین آن‌ها و به‌همین صورت از اعصار گذشته آمده است. بنابراین منطقی بود که فکر شود سلول‌ها می‌توانند بدون محدودیت به تقسیم خود ادامه دهند. علاوه‌بر‌این، در اوایل قرن بیستم، آلکسی کارل، برنده جایزه‌ی نوبل فیزیولوژی و پزشکی، ادعا کرد که سلول‌هایی را در آزمایشگاه‌های خود رشد داده است که برای دهه‌ها بدون هیچ نشانه‌ای از انحطاط، به تقسیم‌شدن ادامه می‌دهند.

جان ویتکوفسکی، زیست‌شناس، در مقاله‌ای در سال ۱۹۸۰ توضیح داد که احتمالاً سلول‌های به‌ظاهر جاودانه‌ی کارل، بدون اطلاع او، توسط اعضای آزمایشگاه که مشتاق خوشحال نگه‌داشتن رئیسشان بودند، بدون اطلاع او بارها جایگزین می‌شدند.

از آنجایی که تمام اندام‌های ما درنهایت فرسوده می‌شوند، بدن ما نیز می‌میرد؛ مگر آنکه بتوانیم مداخله کنیم و سلول‌ها را به حالت جوانی بازگردانیم. چنین دستاوردی به نوعی فناوری نیاز دارد که هنوز اختراع نشده است. خود هایفلیک تخمین زده است که نهایت طول عمر انسان ۱۲۵ سال است.

حد هایفلیک معمای جالبی را مطرح کرد؛ یک سلول کوچک و میکروسکوپی چگونه تعداد دفعات تقسیم خود را ردیابی می‌کند؟ به عبارت دیگر، چگونه یک سلول می‌تواند بداند چند ساله است؟ آیا همه سلول‌های ما دی‌ان‌ای یکسانی ندارند؟ خود هایفلیک جوابی برای این موضوع نداشت، اما چند دهه‌ی بعد، دیگران جواب را کشف کردند.

به نظر می‌رسد پاسخ معمای حد هایفلیک، ساعت سلولی است که در دی‌ان‌ای ما قرار دارد. به‌طور خاص، حد تقسیم به دنباله‌های دی‌ان‌ای در انتهای کروموزوم‌های ما که تلومر نامیده می‌شوند بستگی دارد.

دراصل تلومرها کاری انجام نمی‌دهند و بسیار ساده به نظر می‌رسند؛ آن‌ها از یک دنباله‌ی طولانی از شش باز آلی دی‌ان‌ای تشکیل شده‌اند که «توالی دی‌ان‌ای تکراری بسیار محافظت‌شده» یا به اختصار TTAGGG نامیده می‌شود. تمام کروموزوم‌های ما در هر دو انتها به تلومر ختم می‌شوند.

وقتی یک سلول تقسیم می‌شود، باید تمام کروموزوم‌های خود را کپی کند. مکانیسم کپی‌کردن کاملاً بی‌نقص نیست و نمی‌تواند تا انتهای کروموزوم پیش برود، بنابراین کپی جدید کمی کوتاه‌تر است. یعنی تلومر بعد از هر تقسیم کوتاه‌تر می‌شود.

دانشمندان این سوال را بررسی کردند که آیا طول تلومر ممکن است کلید طول عمر باشد. هیچ‌کس راهی برای طولانی نگه‌داشتن تلومرها پیدا نکرده است و به‌هر‌حال مشخص نیست که حل این مسئله بتواند به طول عمر کمک کند. برعکس، همان‌طور که مری آرمانیوس، استاد دانشگاه جانز هاپکینز، در مطالعه‌ای گزارش داد، تلومرهای بلند ممکن است به سلول‌های منفرد کمک کنند، اما به نظر نمی‌رسد از پیری جلوگیری کنند.

حد هایفلیک به این معنی نیست که ما لزوما نمی‌توانیم برای همیشه زندگی کنیم. برخی از انواع سلول‌های بنیادی می‌توانند سلول‌های تازه تولید کنند که روی کاغذ امکان جایگزین با سلول‌های قدیمی را دارند. شاید روزی فناوری جایگزینی اندام‌هایمان را با اندام‌های جدید احتمالاً رشدیافته در آزمایشگاه داشته باشیم که از سرزندگی و انرژی جوانی ۲۰ ساله برخوردار باشند. اما بدون تعویض اعضای بدن خود، حتی اگر بشود از سرطان، عفونت و بسیاری از خطرات دیگری که با آن روبرو هستیم، جلوگیری کنیم، سرنوشت گریزناپذیرمان فرسوده‌شدن است.

لئونارد هایفلیک ۹۶ سال عمر کرد که با استانداردهای امروزی زیاد محسوب می‌شود. اگر لئونارد هایفلیک ۱۲۵ سال عمر می‌کرد، تصادفی معنی‌دار رقم می‌خورد، زیرا او تخمین زد که ۱۲۵ سال حداکثر طول عمر انسان است. با‌این‌حال، هیچ‌کس هنوز به این مدت طولانی زندگی نکرده است.