细胞讨厌浪费能量，而它要用相当多的能量来合成蛋白质。因此，如果细胞制造的是它不需要的蛋白质，这将非常低效且浪费。弗朗索瓦·雅各布和雅克·莫诺是巴黎巴斯德研究所的两位法国生物学家，他们确定了真核细胞内该步骤的调控过程，所使用的模式菌株是大肠杆菌，这种细菌居住在包括人类在内的各种动物的肠道内。
葡萄糖是一种高效能源，并且是大肠杆菌的首选能源。若以乳糖为替换能源，它必须先由β-半乳糖苷酶分解成两份更简单的糖, 即葡萄糖和半乳糖。当雅各布和莫诺用葡萄糖培养大肠杆菌时，只产生了三单位的β--半乳糖苷酶。然而，当他们用乳糖代替葡萄糖时，β-半乳糖苷酶的产量在15分钟内就提高了1000信。在1961年的经典研究中，这些科学家证明了这种酶是可以由乳糖操纵子诱导产生的 即其生成可以在需要时“发动”。
乳糖操纵子由三个基因构成，包括控制乳糖分解及相关酶的结构基因。还有可以关闭乳糖操纵子的阻遏蛋白,而这种关闭是默认状态。在没有乳糖存在的情况下，乳糖操纵子通常都处于“断开”状态，因为此时并不需要β-半乳糖苷酶，它也不会被生产出来。当乳糖出现时，阻遏物的活动将会失效，而乳糖操纵子被转录至信使RNA，以产生运用乳糖的酶。乳糖被分解后，它在细胞内的浓度就会下降，阻遏蛋白再次关闭乳糖操纵子，因为此时不再需要合成更多的β-半乳糖苷酶了。第二次世界大战期间，雅各布和莫诺两人都被授予了法国的最高荣誉勋章。而因为证明了操纵子控制机制在基因水平的运作过程，他们共同获得了1965年的诺贝尔奖。
