En la última década, ha habido un problema creciente con un color rojo débil y desigual en los filetes de salmón. Los resultados del proyecto de colaboración entre la Universidad Noruega de Medio Ambiente y Ciencias de la Vida (NMBU) y AquaGen muestran que el cuello de botella para un músculo de salmón rojo es el intestino. La interacción entre los genes que están activos en el intestino y el alimento determina qué tan rojo será el filete. El gen bco1 like controla en gran medida la capacidad de absorber el pigmento del alimento. El experimento con grandes salmones en el mar no mostró conexión entre un ambiente de cultivo estresante y el color pálido de los músculos. Por el contrario, se encontraron grandes diferencias de color entre los salmones seleccionados por su color rojo alto o bajo.

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El proyecto está financiado por el fondo de investigación de la Industria Pesquera y Acuícola de Noruega (FHF), y tuvo pruebas tanto en agua dulce como en agua de mar.

Los experimentos muestran que la genética de los peces es crucial para una buena coloración y que se necesita más conocimiento sobre cómo las sustancias grasas en el alimento afectan la absorción y el recambio de astaxantina.

El material genético del salmón es de gran importancia por su capacidad de absorber el pigmento astaxantina del alimento y transferirlo al filete. «Quizás hasta el 60% de la diferencia en el color rojo entre individuos se deba a diferencias genéticas. Las empresas de cultivo se han involucrado durante muchos años en la selección activa para aumentar el color rojo en el filete, ya que esto se considera importante para la percepción del producto en el mercado. En los últimos años, se han mapeado genes individuales que parecen ser importantes para el color rojo del salmón con el fin de mejorar el material genético y comprender los mecanismos que controlan el color rojo del salmón», comentan los investigadores.

El color rojo característico del salmón es el resultado de la astaxantina, un colorante natural soluble en grasa que se absorbe y transporta en el pescado junto con otros compuestos grasos en el alimento. La astaxantina es un poderoso antioxidante que previene la oxidación dañina (rancidez). Se ha especulado si la falta de oxígeno (hipoxia) y el estrés durante la manipulación del salmón es la causa de la coloración débil o desigual, ya que la astaxantina puede consumirse en situaciones de estrés como la desparasitación.

Los resultados

En el experimento de agua dulce «en el que el salmón tenía uno de los tres genes candidatos inactivos, encontramos que dos de estos genes dieron un ligero aumento en la pigmentación cuando estaban inactivados, mientras que el gen llamado bco1-like mostró un efecto muy claro en el color del filete cuando se inactivó. Este gen produce una enzima en las células intestinales que descompone la astaxantina. Cuando el gen se inactiva, la enzima no se formará y el pez absorberá más astaxantina y la carne será más roja», comentan.

Un desafío con el uso de la edición de genes en el salmón es que no todas las células del cuerpo se editan correctamente. En animales modelo, por lo tanto, es común cruzar hacia atrás individuos ‘editados’ durante dos generaciones para obtener animales que heredan la variante genética editada de ambos padres. El salmón tiene un intervalo generacional más largo que los animales de laboratorio normales, y esto llevaría varios años. Por lo tanto, elegimos usar individuos en los que se había editado una alta proporción de las células del salmón.

«Cuando analizamos cómo la inactivación de un gen afecta la actividad de una amplia gama de otros genes, fueron particularmente los genes relacionados con la síntesis de colesterol, la síntesis de vitamina D y el metabolismo de las grasas los que se vieron afectados. Otros experimentos han demostrado que un mayor uso de aceites vegetales en la alimentación de los peces también afecta a los genes relacionados con el metabolismo de las grasas. Por lo tanto, nuestros resultados respaldan la suposición de que la transición de una dieta basada en aceite de pescado a una dieta más basada en aceite vegetal también puede tener consecuencias para el recambio de astaxantina en el salmón», añaden.

En la prueba con agua de mar, «no encontramos ningún efecto de la hipoxia repetida y la manipulación sobre el color del filete, ya sea en la línea altamente pigmentada o poco pigmentada (figura 1). Esto puede indicar que otros antioxidantes son más importantes que la astaxantina o que la cantidad de astaxantina consumida para contrarrestar el estrés oxidativo es tan modesta que no puede cuantificarse con los métodos químicos, espectroscópicos y visuales que hemos utilizado. Por el contrario, documentamos una gran diferencia de color entre la línea de alta y baja pigmentación (figura 2). También mostramos que el estrés afecta el bienestar de los peces. Los individuos que estaban estresados mostraron un peso corporal reducido y un factor de condición física más bajo en comparación con el grupo de control. También observamos una mayor incidencia de daño externo en forma de pérdida de caparazón, sangrado y daño ocular en estos individuos».

Sobre los experimentos de inactivación de un solo gen

El experimento de agua dulce se llevó a cabo en el Centro de Acuicultura Sostenible de NMBU. Los individuos tenían uno de los tres genes candidatos conocidos para la pigmentación inactivados por edición de genes (CRISPR/CAS9), y se compararon con un grupo de control. El objetivo era observar qué efecto tenía la inactivación del gen individual sobre el color rojo, pero también cómo afecta esta inactivación a la expresión de toda una gama de otros genes. Esto nos dijo algo sobre qué mecanismos moleculares son importantes para la absorción y el transporte de astaxantina en el salmón.

El efecto de la privación de oxígeno y el manejo

La prueba de agua de mar se llevó a cabo en la estación de prueba de LetSea en Dønna. Aquí se guardaba el pescado desde que se echaba al mar hasta que estaba listo para el matadero. Este salmón constaba de dos líneas, una que se seleccionó por su color rojo fuerte y otra que se seleccionó por su color rojo débil (figura 1). Los peces fueron expuestos a una falta controlada de oxígeno (hipoxia) permaneciendo en un recipiente sin oxígeno hasta que la saturación de oxígeno alcanzó el 35%. Duró unos 15 minutos. Luego fueron anestesiados, pesados, medidos y devueltos a sus jaulas. Este tratamiento fue, por tanto, una combinación de hipoxia y manipulación física (estrés), y se repitió hasta tres veces a intervalos de aproximadamente un mes antes del sacrificio. Los peces se compararon con un grupo de control que no estuvo expuesto a esto. El objetivo era investigar si la hipoxia y el manejo físico (estrés) afectaban el color del filete.

Conclusión

Los resultados del proyecto mostraron que el cuello de botella para un músculo de salmón rojo es el intestino, donde la interacción entre varios genes y el alimento afecta la cantidad de astaxantina disponible para la deposición. Es el gen bco1 en particular el que puede controlar la capacidad de absorber el pigmento de color del alimento. A partir de los experimentos con salmones grandes en el mar, no encontramos conexión entre un ambiente de cultivo estresante y un color rojo reducido. Para garantizar un buen color rojo, la industria de cultivo debe tener en cuenta el material genético del salmón y observar otros factores que afectan la absorción y el recambio de astaxantina.

Fotogtrafías y nota original: Universidad Noruega de Medio Ambiente y Ciencias de la Vida (NMBU).