尼倫伯格和馬太采用了蛋白質的體外合成技術。他們在每個試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的細胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，結果加入了苯丙氨酸的試管中出現了多聚苯丙氨酸的肽鏈。實驗結果說明，多聚尿嘧啶核苷酸導致了多聚苯丙氨酸的合成，而多聚尿嘧啶核苷酸的堿基序列是由許多個尿嘧啶組成的（UUUUUUUU......），可見尿嘧啶的堿基序列編碼由苯丙氨酸組成的肽鏈。結合克里克得出的3個堿基決定1個氨基酸的實驗結論，與苯丙氨酸對應的密碼子應該是UUU。在此后的六七年里，科學家沿著蛋白質體外合成的思路，不斷地改進實驗方法，破譯出了全部的密碼子，并編輯出了密碼子表。