The famous Cambridge moonflower before ultrastructural studies with scanning electron microscopy
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SEM으로 관찰한 희귀 밤나팔꽃

희귀하기로 유명한 Cambridge 밤나팔꽃의 화피와 잎, 줄기, 그리고 꽃가루의 세포 구조를 연구하는 식물학자들이 있습니다.

영국을 비롯한 각지의 식물학자들과 식물 애호가들은 Cambridge 대학 식물원에서 희귀한 밤나팔꽃 Strophocactus wittii를 발견하고 흥분을 감추지 못했습니다. 이 선인장은 2021년 코로나 기간 동안 라이브 스트리밍을 통해 처음 꽃을 피워 화제가 된 바 있습니다. 아마존 숲에서는 흔히 볼 수 있지만, 일 년에 한 번도 꽃을 피우지 않아 정원에서는 키우기 어렵고 우리가 흔하게 볼 수 있는 식물은 아닙니다. 또한 꽃 자체는 12시간도 채우지 않고 금방 시들어, 식물학자들이 이 어려운 구조에 대해 자세히 알아보기 위한 데이터를 수집할 충분한 시간 조차 없었습니다.

다행히 Cambridge 대학의 Sainsbury Laboratory (SLCU) 정원에 있는 코어 이미징 시설의 현미경 전문가들은 꽃이 피기만을 기다리며 준비하고 있었습니다. SLCU 코어 이미징 시설 매니저인 Raymond Wightman 박사는 ZEISS EVO SEM(주사 전자 현미경)을 활용한 극저온 전자 이미징을 통해 이 섬세한 샘플의 이미지를 촬영하는 프로젝트를 이끌었습니다. 그는 Cambridge 대학의 식물학 박사 과정 중인 Kristina Buch와 함께 작업했습니다. 이들은 이번 연구를 통해 다양한 밤나팔꽃 조직에 대한 최초의 초구조 이미지를 기록하고, 다음 희귀 개화에서 연구할 만한 특이 조직 구조에는 어떤 것들이 있을지 확인하는 성과를 이뤄냈습니다.

Dr. Raymond Wightman with ZEISS EVO Scanning Electron Microscope

밤나팔꽃이 굉장히 드물게 개화한다는 점을 감안하여, 저희는 극저온 주사 전자 현미경(cryoSEM)을 활용하여 식물 조직과 세포 구조에 대한 영구적인 기록을 수집하는 것을 목표로 삼았습니다.

Dr. Raymond Wightman Core Facility Manager, Sainsbury Laboratory Cambridge University, 영국

밤나팔꽃 식물 최초의 세포 초구조 이미지

ZEISS EVO SEM으로 촬영한 이미지

First cellular ultrastructure images of moonflower plant using scanning electron microscopy
First cellular ultrastructure images of moonflower plant using scanning electron microscopy

cryoSEM으로 촬영한 밤나팔꽃 식물의 첫 번째 이미지. 왼쪽: 꽃가루 / 오른쪽 위와 가운데: 화피의 저온 프랙처 / 오른쪽 아래: 줄기의 저온 프랙처. Kristina Buch가 ZEISS EVO SEM으로 촬영한 이미지.

cryoSEM으로 촬영한 밤나팔꽃 식물의 첫 번째 이미지. 왼쪽: 꽃가루 / 오른쪽 위와 가운데: 화피의 저온 프랙처 / 오른쪽 아래: 줄기의 저온 프랙처. Kristina Buch가 ZEISS EVO SEM으로 촬영한 이미지.

일시적인 꽃의 SEM 초구조 데이터

전자 현미경 시설에서 밤나팔꽃을 연구한 것은 이번이 처음이었기 때문에 조직 내에서 세퐁가 어떻게 구성되는지 이해하기 위한 세포 초구조의 기본 특성 분석에 중점을 두었습니다. 연구팀은 꽃가루와 잎, 줄기, 그리고 화피(일반적인 밤나팔꽃 해부학에서 어떤 구조가 꽃받침인지 꽃잎인지 아직 완전히 파악되지 않아 소위 '꽃잎'이라고 불리는 부분)에서 데이터를 수집했습니다.

연구팀은 아직 수집한 데이터를 분석하는 초기 단계이지만 이미 한 가지 특이한 특징을 발견했습니다. 더 많은 인사이트를 얻기 위해 연구팀은 다음 개화 때까지 더 많은 이미지를 촬영할 예정입니다.

Kristina Buch with Dr. Raymond Wightman at their ZEISS EVO scanning electron microscope

식물 조직과 세포 구조에 대한 이러한 초기 연구는 다음 희귀 개화를 위해 가장 유망한 실험으로의 경로를 결정하는 데 도움이 됩니다.

Kristina Buch PhD Student in Plant Sciences, University of Cambridge, 영국

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