Su principal aportación fue consecuencia de una minuciosa investigación que tenía como objetivo descifrar la clave del llamado código genético. Trabajó junto con Henrich Matthaei. Uno de sus primeros trabajos fue “The dependence of cell free protein synthesis in E. coli upon naturally occurring of synthetic polyribonucleotides’, que aparecó en Proceedings of the National Academy of Sciences, de Washington, en 1961. Identificó los codones, la secuencia de tres unidades químicas del ADN, que recogen cada uno de los 20 aminoácidos que forman las moléculas de las proteínas. La conquista definitiva de la clave se produjo en 1965, lo que supuso para la genética un logro de gran trascendencia y para la medicina nuevos horizontes en los que desarrollar nuevos trabajos.
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