Amb els seus estudis dels muntants bioquímics de Neurospora crassa, començats el 1941 conjuntament amb E.L. Tatum, precisà una sèrie de vies metabòliques de biosíntesi i llur relació amb els gens. El 1958 rebé el premi Nobel de medicina i fisiologia, ensems amb J. Lederberg i E. L. Tatum, per aquests estudis.