Эпигенетика и новая эра биологического оружия

Основные моменты
- изучение механизмов эпигенетического наследования открывает возможности создания биологических поражающих агентов нового типа и, соответственно, изменения целей и способов ведения биологической войны;
- использование эпигенетических механизмов для манипуляции экспрессией генов in vivo требует разработки строгих международных протоколов регулирования, систем биобезопасности и широкой общественной дискуссии о этических границах научного вмешательства.
Актуальность. Обусловлена взрывным интересом молекулярных биологов к изучению малых РНК и вызываемых ими эпигенетический изменений в наследовании фенотипических признаков. 
Цель исследования – выявить уровень и направления исследований малых РНК, способных вызывать патологические процессы.
Источниковая база исследования. Статьи из научных журналов, доступные через поисковую систему PubMed.
Метод исследования. Аналитический.
Результаты. В настоящее время уровень изученности эпигенетических механизмов управления генами позволяет целенаправленное управление экспрессией генов in vivo и воздействие на будущие поколения через эпигенетические модификации. Установлены сотни патологических состояний, вызванные вмешательством в эпигенетическую регуляцию фенотипических признаков. Разработаны технологии искусственного введения в половые клетки определенных малых РНК (sRNA), не являющихся «продуктом» материнского/отцовского «генетического материала». Эти sRNA накапливаются в половых клетках (ооцитах, сперматозоидах) и после оплодотворения передаются потомству, т.е. следующему поколению (поколениям). sRNA известны своей долговременной стабильностью и устойчивостью к РНКазам. Они могут проникать в организм человека с пищей, аэрозольным путем, парентерально (вакцины, препараты ДНК и РНК) и передаваться в следующие поколения. 
Заключение. Развитие технологий эпигенетического управления генами несет в себе беспрецедентные риски. Неконтролируемое или злонамеренное применение этих инструментов способно привести к катастрофическим последствиям, включая резкий рост патологий у последующих поколений вследствие нецелевых эффектов, которые могут наследоваться; нарушения генетической стабильности человеческой популяции из-за непредсказуемых долгосрочных последствий вмешательства в эпигеном, а также целенаправленную депопуляции отдельных этнических групп или человечества в целом.

1. Darwin C. The variation of animals and plants under domestication. London: John Murray; 1868.

2. van Niel G, D'Angelo G, Raposo G. Shedding light on the cell biology of extracellular vesicles. Nat Rev Mol Cell Biol. 2018;19:213-28. https://doi.org/10.1038/nrm.2017.125

3. Su X, Wang H, Li Q, Chen Z. Extracellular Vesicles: A Review of Their Therapeutic Potentials, Sources, Biodistribution, and Administration Routes. Int J Nanomedicine. 2025;20:3175-99. https://doi.org/10.2147/IJN.S502591

4. Hu M, Han Y, Zhang X, Tian S, Shang Z, Yuan Z, et al. Extracellular vesicles for targeted drug delivery: advances in surface modification strategies and therapeutic applications. J Transl Med. 2025;23:1028. https://doi.org/10.1186/s12967-025-07077-y

5. Zhang J, Wu J, Wang G, He L, Zheng Z, Wu M, et al. Extracellular Vesicles: Techniques and Biomedical Applications Related to Single Vesicle Analysis. ACS Nano. 2023;17(18):17668-98. https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03172

6. van Niel G, D'Angelo G, Raposo G, Rilla K, Tahara H, Théry C, et al. The power of imaging to understand extracellular vesicle biology in vivo. Nat Methods. 2021;18(9):1013-26. https://doi.org/10.1038/s41592-021-01206-3

7. Liu Y. Darwin's Pangenesis and the Lamarckian Inheritance of Acquired Characters. Adv Genet. 2018;101:115-44. https://doi.org/10.1016/bs.adgen.2018.05.005

8. Liu Y. Natural Selection and Pangenesis: The Darwinian Synthesis of Evolution and Genetics. Adv Genet. 2018;102:121-42. https://doi.org/10.1016/bs.adgen.2018.05.010

9. Harris I, Immler S, Chapman T, Maklakov AA. Selection on the epigenome: small RNA inheritance in animal evolution. Trends Genet. 2025;41(9):804-16. https://doi.org/10.1016/j.tig.2025.04.007

10. Vogt MC, Hobert O. Starvation-induced changes in somatic insulin/IGF-1R signaling drive metabolic programming across generations. Sci Adv. 2023;9(14):eade1817. https://doi.org/10.1126/sciadv.ade1817

11. Ivimey-Cook ER, Sales K, Carlsson H, Immler S, Chapman T, Maklakov AA. Transgenerational fitness effects of lifespan extension by dietary restriction in Caenorhabditis elegans. Proc Biol Sci. 2021;288(1950):20210701. https://doi.org/10.1098/rspb.2021.0701

12. Супотницкий МВ. Опасность мРНК-технологий. Вестник войск РХБ защиты. 2024;8(3):205-31. EDN: ifdujf. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2024-8-3-205-231

13. Haase AD. An introduction to PIWI-interacting RNAs (piRNAs) in the context of metazoan small RNA silencing pathways. RNA Biol. 2022;19(1):1094-102. https://doi.org/10.1080/15476286.2022.2132359

14. Chen LL, Kim VN. Small and long non-coding RNAs: Past, present, and future. Cell. 2024;187(23):6451-85. https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.024

15. Zhang M, Lu Z. tRNA modifications: greasing the wheels of translation and beyond. RNA Biol. 2025;22(1):1-25. https://doi.org/10.1080/15476286.2024.2442856

16. Pliatska V, Loher P, Magee R, Telonis AG, Londin E, Shigematsu M, et al. MINTbase v2.0: a comprehensive database for tRNA-derived fragments that includes nuclear and mitochondrial fragments from all The Cancer Genome Atlas projects. Nucleic Acids Res. 2018;46(D1):D152-D159. https://doi.org/10.1093/nar/gkx1075

17. Sharma U, Conine CC, Shea JM, Boskovic A, Derr AG, Bing XY, et al. Biogenesis and function of tRNA fragments during sperm maturation and fertilization in mammals. Science. 2016;351(6271):391-96. https://doi.org/10.1126/science.aad6780

18. Goodarzi H, Liu X, Nguyen HC, Zhang S, Fish L, Tavazoie SF. Endogenous tRNA-Derived Fragments Suppress Breast Cancer Progression via YBX1 Displacement. Cell. 2015;161(4):790-802. https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.02.053

19. Holmes AD, Chan PP, Chen Q, Ivanov P, Drouard L, Polacek N, et al. A standardized ontology for naming tRNA-derived RNAs based on molecular origin. Nat Methods. 2023;20(5):627-8. https://doi.org/10.1038/s41592-023-01813-2

20. Sur S, Pal JK, Shekhar S, Bafna P, Bhattacharyya R. Emerging role and clinical applications of circular RNAs in human diseases. Funct Integr Genomics. 2025;25(1):77. https://doi.org/10.1007/s10142-025-01575-4

21. Yang L, Wilusz JE, Chen LL. Biogenesis and Regulatory Roles of Circular RNAs. Annu Rev Cell Dev Biol. 2022;38:263-89. https://doi.org/10.1146/annurev-cellbio-120420-125117

22. Margvelani G, Maquera KAA, Welden JR, Rodgers DW, Stamm S. Translation of circular RNAs. Nucleic Acids Res. 2025;53(1):gkae1167. https://doi.org/10.1093/nar/gkae1167

23. Zhang J, Zhao F. Circular RNA discovery with emerging sequencing and deep learning technologies. Nat Genet. 2025;57(5):1089-102. https://doi.org/10.1038/s41588-025-02157-7

24. Baugh LR, Day T. Nongenetic inheritance and multigenerational plasticity in the nematode C. elegans. Elife. 2020;9:e58498. https://doi.org/10.7554/eLife.58498

25. Jones BC, Wood JG, Chang C, Tam AD, Franklin MJ, Siegel ER, et al. A somatic piRNA pathway in the Drosophila fat body ensures metabolic homeostasis and normal lifespan. Nat Commun. 2016;7:13856. https://doi.org/10.1038/ncomms13856

26. Liu S, Sharma U. Sperm RNA Payload: Implications for Intergenerational Epigenetic Inheritance. Int J Mol Sci. 2023;24(6):5889. https://doi.org/10.3390/ijms24065889

27. Dias BG, Ressler KJ. Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. Nat Neurosci. 2014;17(1):89-96. https://doi.org/10.1038/nn.3594

28. Szyf M. Lamarck revisited: epigenetic inheritance of ancestral odor fear conditioning. Nat Neurosci. 2014;17(1):2-4. https://doi.org/10.1038/nn.3603

29. Mulligan CJ, Quinn EB, Hamadmad D, Dutton CL, Nevell L, Binder AM, et al. Epigenetic signatures of intergenerational exposure to violence in three generations of Syrian refugees. Sci Rep. 2025;15:5945. https://doi.org/10.1038/s41598-025-89818-z

30. Quinn EB, Hsiao CJ, Maisha FM, Mulligan CJ. Low birthweight is associated with epigenetic age acceleration in the first 3 years of life. Evol Med Public Health. 2023;11(1):251-61. https://doi.org/10.1093/emph/eoad019

31. Bédécarrats A, Chen S, Pearce K, Cai D, Glanzman DL. RNA from Trained Aplysia Can Induce an Epigenetic Engram for Long-Term Sensitization in Untrained Aplysia. eNeuro. 2018;5(3):ENEURO.0038-18.2018. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0038-18.2018

32. Lakota J, Jagla F, Pecháňová O. Heart memory or can transplanted heart manipulate recipients brain control over mind body interactions? Act Nerv Super Rediviva. 2021;63:49-51.

33. Burton NO, Greer EL. Multigenerational epigenetic inheritance: Transmitting information across generations. Semin Cell Dev Biol. 2022;127:121-32. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2021.08.006

34. Yap YS, Patrizio P, Cimmino L, Sdrimas K, Telonis AG. The Small Non-Coding RNA Profile of Human and Mouse Sperm. Noncoding RNA. 2025;11(1):15. https://doi.org/10.3390/ncrna11010015

35. Mehta P, Singh R. The composition of human sperm sncRNAome: a cross-country small RNA profiling. Reprod Biol Endocrinol. 2025;23:36. https://doi.org/10.1186/s12958-025-01358-3

36. Pavelka J, Poláková S, Pavelková V, Galeta P. An epigenetic change in a moth is generated by temperature and transmitted to many subsequent generations mediated by RNA. PLoS One. 2024;19(3):e0292179. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0292179

37. Herridge RP, Dolata J, Migliori V, de Santis Alves C, Borges F, Schorn AJ, et al. Pseudouridine guides germline small RNA transport and epigenetic inheritance. Nat Struct Mol Biol. 2025;32(2):277-86. https://doi.org/10.1038/s41594-024-01392-6

38. Lin TY, Mehta R, Glatt S. Pseudouridines in RNAs: switching atoms means shifting paradigms. FEBS Lett. 2021;595(18):2310-22. https://doi.org/10.1002/1873-3468.14188

39. Kierzek E, Malgowska M, Lisowiec J, Turner DH, Gdaniec Z, Kierzek R. The contribution of pseudouridine to stabilities and structure of RNAs. Nucleic Acids Res. 2014;42(5):3492-501. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1330

40. Li X, Ma S, Yi C. Pseudouridine: the fifth RNA nucleotide with renewed interests. Curr Opin Chem Biol. 2016;33:108-16. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2016.06.014

41. Granados-Riveron JT, Aquino-Jarquin G. Engineering of the current nucleoside-modified mRNA-LNP vaccines against SARS-CoV-2. Biomed Pharmacother. 2021;142:111953. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111953

42. Mulroney TE, Pöyry T, Yam-Puc JC, Rust M, Harvey RF, Kalmar L, et al. N1-methylpseudouridylation of mRNA causes +1 ribosomal frameshifting. Nature. 2024;625(7993):189-94. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06800-3

43. Rabbani M, Zheng X, Manske GL, Vargo A, Shami AN, Li JZ, et al. Decoding the Spermatogenesis Program: New Insights from Transcriptomic Analyses. Annu Rev Genet. 2022;56:339-68. https://doi.org/10.1146/annurev-genet-080320-040045

44. Tirumalasetty MB, Bhattacharya I, Mohiuddin MS, Baki VB, Choubey M. Understanding testicular single cell transcriptional atlas: from developmental complications to male infertility. Front Endocrinol (Lausanne). 2024;15:1394812. https://doi.org/10.3389/fendo.2024.1394812

45. Kong W, Wei Y, Dong Z, Wang Z, Li J, Liu Y, et al. Role of size, surface charge, and PEGylated lipids of lipid nanoparticles (LNPs) on intramuscular delivery of mRNA. J Nanobiotechnol. 2024;22:553. https://doi.org/10.1186/s12951-024-02812-x

46. Kong W, Wei Y, Dong Z, Liu W, Zhao J, Huang Y, et al. Role of size, surface charge, and PEGylated lipids of lipid nanoparticles (LNPs) on intramuscular delivery of mRNA. J Nanobiotechnology. 2024;22(1):553. https://doi.org/10.1186/s12951-024-02812-x

47. McCutcheon SR, Rohm D, Iglesias N, et al. Epigenome editing technologies for discovery and medicine. Nat Biotechnol. 2024;42:1199–217. https://doi.org/10.1038/s41587-024-02320-1

48. Roth GV, Gengaro IR, Qi LS. Precision epigenetic editing: Technological advances, enduring challenges, and therapeutic applications. Cell Chem Biol. 2024;6:S2451-9456(24)00309-X. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2024.07.007