El estudio, titulado "Genome-wide prediction and gene expression profiling of the Atlantic Salmon Kinome" y publicado en la revista Aquaculture, fue desarrollado por los estudiantes de doctorado Francisca Vera y Felipe Galdames, bajo la guía de los doctores Christian Hödar y Rodrigo Pulgar.
Mediante una estrategia bioinformática predictiva a escala genómica y proteómica, el equipo identificó 1.157 quinasas eucariotas típicas (ePKs) y 137 quinasas atípicas (aPKs), revelando que este quinoma es el más grande descrito hasta la fecha en cualquier especie animal, incluyendo al humano. Además, los investigadores realizaron un análisis de expresión génica global con datos públicos de RNA-Seq, lo que reveló que cada tejido del salmón presenta un perfil transcripcional específico para estas proteínas.
Dada la relevancia económica del desarrollo muscular en la salmonicultura, el estudio se enfocó en los patrones de expresión de las quinasas en el músculo. Interesantemente, las quinasas más expresadas en este tejido están involucradas en procesos clave como la diferenciación muscular y la señalización por calcio, lo que sugiere un papel fundamental en la regulación del crecimiento del músculo esquelético.
El trabajo también demostró que, a pesar de la divergencia evolutiva entre salmones y humanos, una gran cantidad de estas quinasas están altamente conservadas entre ambas especies. Esta similitud abre la puerta a aplicaciones traslacionales innovadoras, como el uso de fármacos inhibidores de quinasas ya aprobados para humanos en estudios con salmones. Asimismo, permite emplear herramientas avanzadas como la fosfoproteómica y la edición génica con CRISPR/Cas9 para investigar la función de estas enzimas en el desarrollo muscular, tanto para salmones como para humanos. Así, esta investigación no solo avanza en el conocimiento básico de la biología de los peces, sino que también ofrece un potencial aplicado significativo para la acuicultura y la biomedicina, con el fin de optimizar el desarrollo y crecimiento muscular.
Este trabajo es el resultado de una fructífera colaboración que integra formación de capital humano y financiamiento competitivo. Es el primer objetivo del Proyecto FONDECYT Regular liderado por el Prof. Rodrigo Pulgar, titulado “Disclosing the phosphorylation landscape of the host-pathogen interaction between Piscirickettsia salmonis and Atlantic salmon”. Además, fue parte de la unidad de investigación doctoral de Francisca Vera en el programa de Doctorado en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias de la Universidad de Chile, y fue el Seminario de Título de Felipe Galdames para obtener el grado de Ingeniero en Biotecnología Molecular, bajo la dirección conjunta de los profesores Christian Hödar y Rodrigo Pulgar.
A continuación, el Dr. Rodrigo Pulgar comenta el descubrimiento más significativo de este estudio y otros aspectos relevantes.
“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”, explica.
-¿Por qué es importante que el salmón tenga el quinoma más grande reportado? ¿Por qué no se había estudiado antes?
-Su tamaño se explica por una duplicación completa de su genoma que ocurrió hace unos 100 millones de años. Sin embargo, lo crucial no es solo que tengan más genes, sino que hayan conservado una cantidad tan grande de quinasas. Esto sugiere que esta redundancia genética les confiere una ventaja biológica: un repertorio más amplio de respuestas celulares para adaptarse a cambios en su entorno, como variaciones en la temperatura o desafíos patógenos.
Respecto a por qué no se había estudiado antes, creo hay dos razones principales. Primero, el salmón, pese a su importancia comercial, no es una especie modelo tradicional en biología molecular, lo que presenta mayores desafíos técnicos. Segundo, el genoma de referencia de alta calidad necesario para un estudio de este tipo solo ha estado disponible durante los últimos cuatro años. Nuestra investigación fue posible gracias a este recurso fundamental.
-¿Cómo podrían estos hallazgos ayudar a mejorar la producción de salmón en la acuicultura?
-Estos hallazgos abren la puerta a aplicaciones biotecnológicas directas. Al conocer la identidad y el perfil de expresión de las quinasas asociadas a procesos clave como el crecimiento muscular, la resistencia a enfermedades y la adaptación al estrés, podemos diseñar estrategias para modularlas.
Esto se puede lograr mediante herramientas nutricionales, farmacológicas o genéticas para, por ejemplo:
- Potenciar el desarrollo muscular y mejorar la eficiencia productiva.
- Aumentar la resistencia a patógenos como Piscirickettsia salmonis.
- Mejorar la adaptación a las cambiantes condiciones climáticas.
-¿Qué sigue en términos de investigación tras la caracterización del quinoma?
-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.
Además, ya hemos implementado con éxito la tecnología CRISPR/Cas9 en células de salmón para editar estos genes. Actualmente, estamos combinando estas herramientas (fármacos y edición génica) con análisis de fosfoproteómica para estudiar el papel de quinasas seleccionadas en la respuesta a infecciones intracelulares y desentrañar las vías de señalización que controlan.
Referencia: F. Vera-Tamargo, F. Galdames-Contreras, C. Hödar, R. Pulgar, Genome-wide prediction and gene expression profiling of the Atlantic Salmon Kinome, Aquaculture, Volume 611, 2026, 743033, ISSN 0044-8486, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2025.743033.
Keywords: Atlantic salmon; Protein kinases; Kinome;Transcriptional expression; Muscle development
