普林斯顿大学就职前取得了有机化学博士学位（1960年）。在名大，平田指定下村接下一个具有挑战性的任务，从一种甲壳亚门动物（学名"Vargula hilgendorfii"，日文的「」）的粉碎遗体中确定它遇水发光的原因。这项任务使下村亲自识别造成该现象的蛋白质，并将初步结果写成论文《Crystalline Cypridina luciferin》发表在《》。这篇文章引起了普林斯顿的Frank Johnson教授的关注，Johnson在1960年成功招揽下村赴美一起工作。
研究.下村在