Un equipo de científicos de la Universidad de Chile ha identificado y caracterizado por primera vez el conjunto completo de proteínas quinasas del salmón atlántico (Salmo salar), revelando el «kinoma» más extenso jamás reportado en el reino animal. Este mapa genético no solo desvela los secretos del desarrollo muscular del pez, sino que también abre nuevas vías para optimizar el crecimiento y la sostenibilidad en la acuicultura.
Mejorar el crecimiento del salmón, especialmente el desarrollo de su masa muscular, es un objetivo constante para el sector. Para lograrlo, es fundamental entender los mecanismos moleculares que regulan estos procesos a nivel celular.
En el corazón de esta regulación se encuentra la fosforilación, un proceso bioquímico vital dirigido por una superfamilia de enzimas llamadas proteína quinasas (PKs). Estas actúan como interruptores moleculares, activando o desactivando otras proteínas para controlar prácticamente todos los procesos celulares, desde el crecimiento hasta la respuesta inmune.
Un reciente estudio publicado en la revista Aquaculture ha mapeado por primera vez el conjunto completo de estas enzimas en el salmón atlántico, conocido como el kinoma, proporcionando una base sin precedentes para futuras investigaciones y aplicaciones biotecnológicas.
Un kinoma récord: el más grande del reino animal
Mediante un enfoque bioinformático exhaustivo, los investigadores identificaron un total de 1294 genes de quinasas en el genoma del salmón. Este hallazgo posiciona al salmón atlántico como la especie animal con el kinoma más grande reportado hasta la fecha.
El kinoma se divide en dos grandes categorías:
- 1157 quinasas eucariotas (ePKs): Las quinasas convencionales, clasificadas en nueve grupos. Los grupos más abundantes fueron las Tirosina Quinasas (TK) y las Quinasas dependientes de Calcio/calmodulina (CAMK).
- 137 quinasas atípicas (aPKs): Un grupo más diverso que carece de la estructura típica de las ePKs pero que desempeña funciones cruciales.
¿A qué se debe este número tan elevado?
Los autores sugieren que la razón principal radica en la historia evolutiva del salmón, que incluye dos eventos de duplicación completa del genoma (WGD), uno compartido por los peces teleósteos y otro exclusivo de los salmónidos. Estos eventos multiplicaron el material genético, permitiendo que algunas copias de genes evolucionaran para adquirir nuevas funciones.
Además, el estudio identificó 96 pseudocinasas, versiones de estas enzimas que, debido a mutaciones en sitios clave, se predicen como catalíticamente inactivas, pero que pueden jugar roles importantes como reguladoras en las vías de señalización.
“Si bien el mapeo completo del quinoma del salmón (el conjunto de todas sus quinasas) es un hito fundamental por sí mismo, los hallazgos más significativos son dos. Primero, descubrimos que el salmón posee el quinoma más grande reportado en el reino animal, incluso más grande que el humano. Segundo, y a pesar de esa diferencia en tamaño, encontramos que estas enzimas están altamente conservadas a nivel evolutivo entre ambas especies, lo que apertura la posibilidad de usar lo que se conoce en humanos para aplicarlo en salmones, y a su vez utilizar al salmón como modelo de estudio biomédico”, explicó el Dr. Rodrigo Pulgar, miembro del Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos de la Universidad de Chile.
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Foco en el músculo: las quinasas que impulsan el crecimiento
El músculo es el tejido de mayor importancia económica en el salmón. Para entender el papel específico del kinoma en este tejido, los científicos analizaron la expresión de los genes de quinasas en seis órganos diferentes: músculo, hígado, cerebro, branquias, intestino y riñón anterior.
Los resultados mostraron patrones de expresión muy específicos para cada tejido, lo que sugiere que cada órgano utiliza un «kit de herramientas» de quinasas adaptado a sus necesidades. En el músculo, el análisis diferencial reveló:
- 99 quinasas significativamente más abundantes que en otros tejidos.
- 53 quinasas con menor abundancia.
Al analizar las funciones de las quinasas más abundantes en el músculo, los investigadores encontraron que están enriquecidas en procesos biológicos vitales para el desarrollo y la función muscular, como:
- Diferenciación y desarrollo del músculo estriado.
- Señalización de calcio y unión a calmodulina.
- Regulación de la vía de señalización MAPK, clave para la proliferación y diferenciación celular.
- Contracción muscular y organización del citoesqueleto.
Entre las quinasas más destacadas se encontraron dos genes parálogos de la TITINA, una de las proteínas más abundantes en el músculo, cuyo dominio quinasa es esencial para la contracción.
Salmón vs. humano: un parentesco genético conservado
Para contextualizar sus hallazgos, el equipo comparó el kinoma del salmón con el humano, que es uno de los mejor estudiados. A pesar de que el salmón tiene más del doble de genes de quinasas, el estudio reveló un alto grado de conservación entre ambas especies.
La identidad promedio en los dominios catalíticos de las quinasas entre salmón y humano fue de casi el 81%, alcanzando más del 89% en grupos como CK1. Esta similitud subraya la importancia fundamental de estas enzimas en los vertebrados y sugiere que sus funciones básicas se han mantenido a lo largo de la evolución.
Curiosamente, también se encontraron diferencias notables. Familias de quinasas como WNK e IRE, más representadas en el salmón, están involucradas en la osmorregulación y la respuesta al estrés, funciones críticas para un pez que transita entre agua dulce y salada.
«El siguiente paso es la validación funcional: determinar el rol concreto de quinasas específicas en los fenotipos de interés. La gran ventaja que tenemos es la conservación evolutiva con humanos. Esto nos permite usar fármacos inhibidores de quinasas ya aprobados en medicina humana para probar su efecto en sistemas de salmón», destacó Pulgar.
Conclusiones e implicaciones para la acuicultura
Este estudio representa un hito en la genómica del salmón atlántico. Al proporcionar el primer catálogo completo y anotado del kinoma, establece una base sólida para futuras investigaciones funcionales.
Las implicaciones para la acuicultura son significativas. Comprender qué quinasas específicas controlan el crecimiento muscular puede permitir el desarrollo de:
- Estrategias de selección genética para criar peces con un mayor potencial de crecimiento.
- Dietas funcionales que modulen la actividad de estas vías de señalización para mejorar la deposición de proteína muscular.
- Nuevos enfoques para estudiar la salud y la fisiología del salmón en respuesta a diferentes condiciones de cultivo.
La alta conservación con el kinoma humano también ofrece una ventaja práctica: la posibilidad de utilizar inhibidores de quinasas ya desarrollados para la medicina humana como herramientas de investigación para validar la función de quinasas específicas en el salmón.
En resumen, este mapa genético detallado de las proteínas quinasas abre una nueva ventana para entender la biología del salmón y proporciona herramientas moleculares valiosas para enfrentar los desafíos de una producción acuícola más eficiente y sostenible.
El estudio fue financiado por ANID Fondecyt regular #1221848, ANID Proyecto de Exploración #13240202 y ANID Chilean Doctoral Scholarship #21222070.
Referencia:
Vera-Tamargo, F., Galdames-Contreras, F., Hödar, C., & Pulgar, R. (2026). Genome-wide prediction and gene expression profiling of the Atlantic Salmon Kinome. Aquaculture, 611, 743033. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2025.743033
Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.
