960年成功招揽下村赴美一起工作。
研究.下村在普林斯顿大学生物系工作，为Johnson教授研究维多利亚多管发光水母，他们在华盛顿大学的富莱德港实验室耗费许多夏日时光收集了这些材料。1962年，他们最终在小型、老鼠尺寸的维多利亚多管发光水母中成功发现水母素（）与绿色荧光蛋白（）。此一分子生物学的重大发现同年发表在《科学》期刊，而GFP也逐渐成为生科研究的必备工具，但两人依旧默默无闻。下村于1980年离开普林斯顿，结束长达20年的博士后生涯。同年进入麻萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所