Поглинаючи частинки з навколишнього середовища, клітини звертають увагу на їх форму.
Найпростіші організми, що складаються всього з однієї-єдиної клітини, харчуються за допомогою фагоцитоза: натрапивши на якусь смачну частинку, одноклітинне випинає мембрану, оточує їй шматочок їжі і втягує його в такому мембранному конверті в себе. (Аналогічне захоплення крапельки рідини називається піноцитозом.) Далі в мембранній бульбашці з їжею, що опинилася всередині клітини, починаються травні процеси. Точно так само, до речі кажучи, поводяться макрофаги та імунні лейкоцити, завдання яких - поглинати бактерії, уламки загиблих клітин і підозрілі чужорідні речовини, що з'явилися в організмі.
Досі біологи, розглядаючи процес поглинання клітиною частинок, представляли ці частинки як умовні сфери. Але насправді клітини стикаються не тільки зі сферичними об'єктами - і бактерії, і всілякі частинки можуть бути палочковидними, вигнутими, якоїсь складної неправильної форми тощо. І тут виникає питання: як клітина сама ставиться до форми того, що вона хоче з'їсти? Чи вона віддає перевагу овальному циліндричному або прямому вигнутому?
Девід Річардс (David M. Richards) з Екстереського університету і Роберт Ендрес (Robert G. Endres) з Імперського коледжу Лондона стверджують, що клітинам дійсно не все одно, якою формою володіє частинка, що фагоцитується. У своїй статті в Proceedings of the National Academy of Sciences дослідники звертають увагу на два важливі моменти, що супроводжують процес поглинання.
По-перше, як ми сказали, клітина в процесі фагоцитоза формує чашеобразне випинання мембрани, і фізичні процеси, що відбуваються при цьому в мембрані, схожі на ті, які описує завдання Стефана - так називають особливе крайове завдання (тобто систему математичних рівнянь), що розповідає про зміни фазового стану речовини, коли межа між фазами змінюється з часом (як наприклад, при таянії льоду). По-друге, якщо імунна клітина стикається з небезпечним об'єктом, вона виділяє якісь сигнальні молекули, які впливають на мембранні рецептори і тим самим допомагають мембрані зігнутися так, щоб успішно зв'язати і проковтнути шкідливу частинку.
Якщо врахувати і фізичні процеси в мембрані, описувані завданням Стефана, і молекулярні процеси, пов'язані сигнальними молекулами, то можна побачити, що якісь форми клітина буде ковтати більш охоче, а якісь - менш. Наприклад, щось витягнуте, еліпсоїдне або циліндричне вона з'їсть більш охоче, ніж звичайну сферу; але якщо еліпс ляже на мембрану боком, то клітина з'їсти його не зможе. Якась складніша геометрія теж викличе труднощі: якщо клітина спробує втягнути в себе щось на зразок пісочного годинника (наприклад, якусь іншу клітку в процесі ділення), то такий «пісочний годинник» зупиняться на півдорозі.
Все це цілком узгоджується з деякими експериментальними спостереженнями: наприклад, відомо, що деяких бактерій імунні клітини поглинають з більшою ефективністю, ніж інших, і справа тут, мабуть, не тільки в особливих маскувальних уміннях мікробів, але і в їх геометрії. У перспективі таку модель фагоцитоза можна було б використовувати у фармакології: розробляючи наночастинки з ліками всередині, призначені для потрапляння всередину клітини, необхідно стежити, щоб частинки були підходящої форми, інакше клітина не захоче їх проковтнути.