Joshua Lederberg可說是位科學天才，他年僅三十三歲時，便憑著對細菌遺傳學的突出研究，奪得一九五八年的諾貝爾生理醫學獎。
生平：
1925年出生於美國新澤西州。父母原本是猶太人，在1924年移居來美國。父親是一位虔誠的猶太牧師，家中除了母親之外還有兩個弟弟，其中一位在Brown
University任職教授，另外一位弟弟年紀與Lederberg相差16歲，因為父親的影響後來也成為猶太教會的牧師。
Lederberg從小就對於科學很有興趣，當他12歲時就開始研讀生化方面的書籍。原本Lederberg的興趣在於細胞學方面的研究，但是當時哥倫比亞大學的老師Ryan建議Lederberg如果要深入地研究細胞結構的話，從遺傳學方面著手則是一個比較有力的方法，因此Lederberg以後的研究方向則轉向遺傳學方面的研究。(注一)
好學不倦的Lederberg在二十二歲時﹐在哥倫比亞大學醫學院放暑假期間﹐跑到耶魯大學塔特姆教授的實驗室當暑期臨時工。結果他就在該實驗室內﹐發現了細菌的有性生殖﹐並憑著這項傑出發現﹐獲諾貝爾獎。(4、5、12、13)
在一九五八到一九四七年期間Lederberg也擔任了威斯康辛大學副教授、教授、遺傳學系主任；一九五九到一九六二年期間擔任斯坦福醫學院教授兼遺傳學系主任。一九六二年任肯尼迪分子醫學實驗室主任。一九五八年他和另外兩位博士(George
Wells Beadle、Edward
Lawrie Tatum)共同獲得諾貝爾生理醫學獎，得獎原因是「發現細菌的遺傳物質及其重組現象」。另外Lederberg在研究人工智慧、太空生物學、生物化學戰、公共衛生中也均有卓越的貢獻。(6、9)
研究內容(細菌的有性生殖conjugation)：
背景：1940年代，不少科學家希望在細菌中尋找類似高等生物的有性生殖現象，因為遺傳最重要的是有性生殖，只有透過有性生殖才能觀察到基因重組的現象，但是可惜都沒有成功。Lederberg有個新構想，想要用不同的突變種進行交配，希望透過遺傳操作分析建立起交配系統。他向遺傳學家Tatum提出合作研究構想的時候，Tatum在史丹佛大學正好在用一種大腸桿菌（E.
coli K12）做學生實驗課的材料。
開始研究：因此他們兩個人就用了Tatum所製造的營養缺陷型（auxotroph）的突變，這些突變需要在培養基中加入某些特定的氨基酸或維他命。他們選擇的突變A（met- bio- thr+
leu+ thi+）是必須在培養基中加入 methionine 和 biotin才可以生長，另一種突變B（met+ bio+ thr- leu-
thi-）是必須在培養基中加入threonine、leucine和 thiamine才可。他們把這兩種突變種分別培養，並且將這兩種突變品系混合培養，經過幾小時之後，把菌液離心清洗，完全去除培養基，然後再將細液稀釋塗抹到只含有minimum
medium（沒有任何氨基酸或維他命）的培養皿中。(圖一)
結果：
發現只含有A或B的培養皿都沒有菌落產生，但它們的混合細胞中卻有菌落產生(每1×107個細胞即得到一個原營養型菌株)。他們認為這種情形表示突變種A和B必定發生了重組，因為突變種A的兩個基因（met
和 bio）同時發生突變或者突變種B的三個基因（thr、leu和 thi）同時發生突變的機率是非常微小的。有基因的交換重組就表示有有性生殖(稱之為conjugation)的發生。(11)
(圖一)
圖片來源：http://www.dls.ym.edu.tw/l10.htm#g8
討論：倘若使用U型管裝置，分開兩種突變株，除非將U型管中的玻璃濾片去除，否則不會有菌落(原營養型菌株)的產生。這代表了細菌的conjugation需要細菌彼此接觸才可能發生，如果把它們分隔開來則不行。(1)
結論：1952年，Lederberg 雖然還沒有看到，但是他將此染色體外之遺傳物質命名為Plasmid（質體）。後來知道是質體引導細菌染色體的重組。當年他們使用的是有質體的E.
coli K12；如果當除他們使用另外一種大腸桿菌E. coli B則無法成功，因為E. coli B中並沒有plasmid的存在。(10)
另外一項研究：1952年，Lederberg和Zinder以實驗證實了菌株之間不需要借細胞接觸，也能發生遺傳物質的轉移(那時候只知道遺傳物質可經由transformation和conjugation而轉移)。實驗菌株為沙門桿菌(Salmonella)，實驗裝置是一根U型管，中間有一塊玻璃濾板分隔兩臂，玻璃濾板上有小孔，但孔徑小至細菌無法通過。管內盛裝基礎培養液，不能支持突變株的生長。玻璃管的一臂內盛裝突變菌株(Met-His-Phe+Trp+)，另一臂則置入突變株(Met+His+Phe-Trp-)。結果在U型管的一臂內發現野生型菌株(Wildtype)，而核酸脢處理不會干擾此變化，故可知此種遺傳物質的轉移並非經由transformation，而是一種濾過性物質從U型管的一邊轉移至另一邊所造成。(1、2)
補充：
Lederberg和Tatum本以為參與conjugaion的兩個突變株接扮演同樣角色—即都會變成原營養型菌株，但後來Hayes發現了性因子(sex
factor)而推翻了這個觀念。Hayes於1950年發現利用鏈黴素(streptomycain)處理兩種突變株發現結果不一樣，因此提出了gene recombination只循單一方向發生，且可發生在同種或異種細菌間。這種大腸桿菌的sex
factor就是F plasmid，plasmid會促進細胞染色體的交換。有F plasmid的細胞是供給者（donor）或雄菌（male），以F+ 表示；沒有F
plasmid的是接受者（recipient）或雌菌（female），以F- 表示。如果將雄菌與雌菌混合培養，兩個細胞之間就會有接合橋（conjugation
bridge），F plasmid會開始複製並且利用接合橋轉移至F-， 雌菌體就會含有F plasmid而轉變成雄菌，所以conjugation的結果會造成細菌的「變性」。Plasmid在conjugation過程中從雄菌傳到雌菌中，有時候也會將雄菌的染色體的一部份帶入雌菌中，和雌菌的染色體發生重組，產生新的染色體組合。這和高等生物的形式不太一樣。雄菌的染色體通常只有一小部份進入雌細菌中；高等生物受精時，雄雌所貢獻的染色體一樣多。此外，有些雄菌之間（特別是含不同質體的）也可以發生conjugation，這是高等生物所沒有的。
細菌的另外一種生殖形式為Transformation。
Griffith於1928年研究肺炎雙球菌(Pneumococci)之毒性時偶然發現的。具有莢膜的S型菌株會使小白鼠體內產生敗血症而死亡；不據莢膜的R型菌株則不會使小老鼠發病。混合活的R型菌株和死的S型菌株發現會使小老鼠致死。因此，Griffith大膽推測，死亡之S型菌株中某些成分將R型菌株轉換成S型菌株，稱之為transformation。後來Avery等人於1944年進一步發現此種某些成分其實為DNA。
Transformation以下列三個步驟進行：（1）高分子量DNA結合至細胞表面，（2）經由細胞膜將此DNA吸收，（3）donor的DNA片段與receptor之染色體整合為一。對於有plasmid的細菌而言，只有前兩步驟的發生，plasmid
DNA於進入receptor後，會自行獨立複製。
細菌的三種基因重組：transformation是由 free DNA居中傳達；conjugation是藉由質體；transduction則由噬菌體來轉入。這三種方式都牽涉到
merozygote ，而且交換次數都需要偶倍數。(1、2、3)
注釋：
注一：本段的生平主要引用自http://microbiology.scu.edu.tw/micro/people/Lederberg.htm
參考資料：
1、
詹前朕，簡明微生物學，1997年6月4版，華杏出版股份有限公司。
2、
吳孟儒、陳崇文、黃嘉文、詹東霖、楊明杰、趙又麟，醫用微生物學，88年1月初版，合記圖書出版社。
3、
Prescott
Harley Klein，Microbiology，2001年第五版，藝軒圖書公司代理進口。
4、
http://www.nobel.se/
5、
http://nobelprizes.com/
6、
http://nobelchannel.com
7、
http://focus.aps.org/v2/st19.html
8、
http://www.mednobel.ki.se/
9、
http://www.lib.ntu.edu.tw/pub/mk/mk48/mk48-08.htm
10、
http://www.ym.edu.tw/ig/cwc/thread_chinese/exerpts.html
11、
http://www.dls.ym.edu.tw/l10.htm#g8
12、
http://members.fortunecity.com/greenprotect/truth/superb/superbater4.htm
13、
http://microbiology.scu.edu.tw/micro/people/Lederberg.htm