研究一种名叫四膜虫的原生动物的鞭毛和纤毛结构。1963年，他发现了在微管上的一类全新蛋白，并发表了其相片。两年后，他隔离了该蛋白的两部份，即其「双臂」，同时命名其为「动力蛋白」。在哈佛大学的最后一年，吉本斯发现组成微管的蛋白跟鸟苷核苷酸有关，与肌动蛋白跟腺苷核苷酸不同，但没有命名之，后来东京大学的将其命名为微管蛋白。1967年，吉本斯转往夏威夷大学马诺阿分校的基瓦罗海洋实验室任副教授，方便得到大量海胆，因为海胆精子鞭毛较四膜虫的鞭毛和纤毛更适合用作深入描述动力蛋白，后于1969年获擢升为生物物理学教授。