Inicià la seva recerca científica alCaltech sota la direcció deJames D. Watson, especialment sobre elplasmidi i l'expressió gènica. El1977, durant la seva estada alMIT, va poder demostrar l'existència degens partits o discontinus, amb segments que codifiquen laproteïna (exons) separats d'uns altres sense informaciógenètica (introns). Aquesta troballa va ser feta alhora pel britànicRichard John Roberts, tot i que de manera independent.
Aquesta troballa fou considerada de gran importància teòrica, pels seus punts d'unió amb l'evolució biològica, i pràctic, pel seu estudis de l'estructura i funció delsgens, la transformaciótumoral i la seva reversibilitat, entre altres aspectes. Així mateix l'any1993 ambdós científics foren guardonats amb elPremi Nobel de Medicina o Fisiologia.