Esther Miriam Lederberg urodziła się 18 grudnia 1922 r. w Nowym Jorku (zmarła 11 listopada 2006 r.) i była najstarszym z dwójki dzieci urodzonych przez Davida Zimmera i Pauline Geller Zimmer. Jej ojciec urodził się w 1896 r. i dorastał w Sereth na Bukowinie – części imperium austro-węgierskiego. Później osiedlił się w Stanach Zjednoczonych, gdzie prowadził drukarnię na Bronksie. Dorastając w czasach Wielkiego Kryzysu, Esther pamiętała, że na lunch jadła tylko kawałek chleba z sokiem wyciśniętym z pomidora. Była bardzo zżyta ze swoim dziadkiem. Kiedy bezskutecznie próbował nauczyć jej kuzynów hebrajskiego, poprosiła go, by nauczył ją. Była to niezwykła prośba, ponieważ w ortodoksyjnej tradycji żydowskiej od dziewcząt nie oczekiwano nauki hebrajskiego. Esther szybko nauczyła się języka, co sprawiło, że jej dziadek był bardzo dumny, gdy czytała po hebrajsku podczas wieczerzy paschalnej.

Esther uczęszczała do Evander Child's High School na Bronksie. Po ukończeniu szkoły w wieku 16 lat zdobyła stypendium na studia w Hunter College, City University of New York. Początkowo zamierzała studiować język francuski lub literaturę, wkrótce jednak zmieniła kierunek na biochemię, wbrew radom swoich nauczycieli, którzy uważali, że kobietom trudno jest zrobić karierę w naukach ścisłych, z wyjątkiem botaniki. W 1942 r., w wieku 24 lat, po ukończeniu studiów licencjackich, Esther otrzymała wyróżnienie, a dwa lata później zdobyła stypendium na Uniwersytecie Stanforda, aby wziąć udział w kursie magisterskim z genetyki. Ponieważ stypendium nie wystarczało na przeżycie, uzupełniała swoje dochody, pracując jako asystent nauczyciela w laboratorium i uzyskała bezpłatne zakwaterowanie, piorąc ubrania swojej gospodyni. Czasami miała tak mało pieniędzy, że musiała jeść żabie udka pozostałe po sekcjach laboratoryjnych.

W latach 1941-1942, podczas studiów licencjackich, Esther pracowała jako asystentka Bernarda Ogilvie Doge'a, patologa roślin w nowojorskim ogrodzie botanicznym. Zapoznał ją z pleśnią Neurospora, nad którą kontynuowała badania przez wiele lat. Po ukończeniu studiów pracowała z Alexandrem Hollaenderem i Milislavem Demerecem w Amerykańskiej Służbie Zdrowia Publicznego w Departamencie Genetyki Carnegie Institute of Washington (obecnie Cold Spring Harbor Laboratory). Grupa badała genetykę bakterii w ramach prac zmierzających do zwiększenia wydajności penicyliny – antybiotyku wytwarzanego przez pleśń Penicillium notatum. Na podstawie tej pracy wspólnie z Hollaenderem napisała artykuł opisujący wpływ promieniowania ultrafioletowego i rentgenowskiego na produkcję mutacji w P. notatum. Opublikowana w 1945 r. praca była pierwszym artykułem Esther z dziedziny genetyki. W 1944 r. Esther została zatrudniona jako asystentka badawcza genetyków George'a W. Beadle'a i Edwarda Tatuma na Uniwersytecie Stanforda. Ich wspólna praca w znacznym stopniu przyczyniła się do zdobycia Nagrody Nobla w 1958 r. przez Beadle’a i Tatuma za odkrycie roli genów w regulacji przemian biochemicznych w komórkach.

Trzy lata później dołączyła do męża (Joshuy Lederberga, którego poślubiła w 1946 r., zaledwie pięć miesięcy po tym, jak Joshua napisał do niej list z pytaniem o jej badania nad Neurospora) na Uniwersytet Wisconsin, jako jego nieodpłatny współpracownik naukowy, podczas gdy on został profesorem. Wspólnie rozpoczęli eksperymenty mające na celu zbadanie sposobu, w jaki bakterie przystosowują się i stają się oporne na lek, na który wcześniej były uczulone. Chcąc zrozumieć, jak zachowują się chromosomy, po raz pierwszy wykazali, że zmiany mutacyjne zachodzą w bakteriach tak szybko, że proces ten można śledzić w laboratorium.

Lederberg już podczas kończenia studiów doktorskich w 1950 r. odkryła bakteriofaga lambda. Zauważyła go podczas obserwacji nieregularnych wzorów w kulturze z różnymi koloniami bakterii Escherichia coli K-12, w tym szczepu napromieniowanego światłem ultrafioletowym o nazwie W-518. Zauważyła, że w niektórych koloniach brakowało pewnych segmentów. Dalsze badania wykazały, że było to spowodowane utajonym wirusem w E. coli K-12, który uaktywnił się w zmutowanym szczepie W-519 i uniemożliwiał jego wzrost. Następnie Esther była w stanie wykazać, że bakteriofag lambda zachowuje się inaczej niż znane wirusy. W przeciwieństwie do innych wirusów, które szybko namnażają się w komórce gospodarza i zabijają ją, bakteriofag lambda integruje swoje DNA z DNA zainfekowanej bakterii. Pozwala to wirusowi przekazywać swoje instrukcje genetyczne do produkcji wirusów potomnych nowym pokoleniom bakterii bez niszczenia organizmu gospodarza. Ustaliła ponadto, że proces ten był wspomagany przez mediator, który nazwała „czynnikiem płodności F”, podczas gdy wirusowy materiał genetyczny pozostawał uśpiony, chyba że bakteria znajdowała się pod wpływem stresu. Działo się tak np., gdy bakteria była pozbawiona składników odżywczych, po czym rozmnażała się i niszczyła zainfekowaną komórkę.

Obecnie bakteriofag lambda jest kluczowym narzędziem w biologii molekularnej. Częściowo wynika to z faktu, że można go łatwo wyhodować w E. coli i z wyjątkiem bakterii, nie jest patogenny. Okazał się szczególnie pomocny w zrozumieniu transferu materiału genetycznego między bakteriami, mechanizmów związanych z regulacją genów oraz tego, jak fragmenty DNA rozpadają się i rekombinują, tworząc nowe geny. Służy również jako model do badania innych wirusów o podobnym zachowaniu, takich jak wirus opryszczki, a także jest używany jako marker masy cząsteczkowej. Bakteriofag jest również ważnym narzędziem inżynierii genetycznej. Naukowcy badają też jego zastosowanie w klinice, wykorzystując bakteriofagi do leczenia infekcji bakteryjnych. Znany jako terapia fagowa, która została po raz pierwszy opracowana w latach 20. XX w., ten rodzaj leczenia zyskuje coraz większą uwagę jako możliwa alternatywa dla antybiotyków (w Polsce istnieje Ośrodek Terapii Fagowej działający przy Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda PAN we Wrocławiu).

Oprócz odkrycia faga lambda Esther wynalazła również technikę replikacji. Opracowana przez nią w 1951 r. metoda ta umożliwia naukowcom replikację kolonii bakterii na serii płytek agarowych o dokładnie takiej samej konfiguracji przestrzennej. Dostęp do replik kolonii bakterii był ważny dla porównywania reakcji bakterii na zmiany środowiskowe, takie jak odżywianie lub temperatura. Przed wynalazkiem Esther naukowcy wypróbowali kilka metod z niewielkim powodzeniem, w tym użycie bibuły, metalowych szczotek z małymi zębami, a nawet wykałaczek. Esther stworzyła coś w rodzaju gumowej pieczęci z tuszem. Przymocowała kwadratowy kawałek aksamitu do pierścienia tłokowego. Był on, i nadal jest, najpierw dociskany do szalki Petriego, aby uzyskać odcisk kolonii do skopiowania, a następnie dociskany do innej szalki. Kluczowe znaczenie dla tego procesu ma grubość warstwy aksamitu. Włókna powierzchniowe tkaniny są używane, jak setki maleńkich igieł inokulacyjnych do przenoszenia bakterii z setek kolonii, z których każda pochodzi od pojedynczej bakterii, na serię płytek agarowych przygotowanych z różnych składników. Każda płytka zawiera inne składniki, takie jak antybiotyki lub suplementy odżywcze, np. aminokwasy i witaminy. Po zakończeniu procesu przenoszenia repliki są inkubowane i porównywane z oryginalną płytką. Proces ten pomaga ujawnić zmutowane bakterie niezdolne do tworzenia kolonii pod nieobecność określonego składnika odżywczego. Pozwala to również wykryć bakterie oporne na określony antybiotyk, ponieważ będą się one rozwijać na płytkach z antybiotykiem. Technika replikacji płytek Esther zapewniła pierwszy sposób eksperymentalnego udowodnienia, że bakterie spontanicznie rozwijają oporność na antybiotyki. Wcześniej naukowcy zakładali, że taka oporność była zawsze spowodowana ekspozycją na antybiotyk.

W 1956 r. Towarzystwo Bakteriologów Illinois przyznało nagrodę dla Pasteura Joshua i Esther Lederberg w uznaniu ich wkładu w mikrobiologię, w szczególności za fundamentalne badania nad genetyką bakterii. Był to pierwszy raz, kiedy nagroda została przyznana zespołowi badaczy. Dwa lata później Joshua otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za odkrycie, że bakterie mogą łączyć się w pary i wymieniać genami. Wiele z tego nie udałoby się osiągnąć bez Esther, która była bardziej biegła w pracy eksperymentalnej niż on. Jej izolacja bakteriofaga lambda i odkrycie jego procesu replikacji genetycznej, a także jej innowacyjna technika replikacji płytek, miały kluczowe znaczenie dla badań Noblisty.

Chociaż Esther została uznana za wybitną w laboratorium, zarówno pod względem eksperymentalnym, jak i metodologicznym, miała trudności z uzyskaniem stałej posady akademickiej. Po części odzwierciedlało to szerszą dyskryminację kobiet naukowców w tamtym czasie. Dodatkowym wyzwaniem było dla niej małżeństwo i współpraca z Joshuą, który z racji bycia mężczyzną, miał tendencję do przyciągania większej uwagi opinii publicznej. Skromna natura Esther również nie pomagała. W 1953 r., kiedy Joshua przyjął nagrodę od Eli Lilly i wskazał, że ona również powinna ją otrzymać, ponieważ odegrała kluczową rolę w jego pracy, charakterystycznie zbagatelizowała jej znaczenie, argumentując, że „za każdym razem, gdy ktoś otrzymuje nagrodę, w tle jest sześć lub osiem osób”.

Kiedy Joshua przeniósł się na Uniwersytet Stanforda jako szef genetyki w 1959 r., Esther została mianowana profesorem nadzwyczajnym na Wydziale Mikrobiologii i Immunologii. Stało się to po tym, jak ona i dwie inne kobiety złożyły petycję do dziekana Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanforda w związku z brakiem kobiet profesorów na wydziale. Jej nominacja została dokonana na podstawie tego, że była skłonna zaakceptować tę nietrwałą posadę. W rzeczywistości miała zbyt wysokie kwalifikacje na to stanowisko. Podobnie jak wiele innych badaczek na Uniwersytecie Stanforda, Esther przez wiele lat walczyła o uznanie. W 1974 r., a więc 15 lat później, Uniwersytet Stanforda zmienił jej tytuł ze starszego naukowca na adiunkta. Wciąż nie dawało jej to jednak kadencji i w rzeczywistości oznaczało spadek rangi. Jej kontrakt miał być odnawiany na bieżąco i zależał od uzyskania przez nią grantów badawczych.

Jest to zgodne z relacjami na temat postawy Lederberg w późniejszym życiu. Wierzyła, że nauka mówi sama za siebie – i tak zostanie zapomniana, więc po co martwić się o coś takiego, jak reputacja czy uznanie? Z czasem osoby bliskie Esther rzuciły światło na jej pracę. Jej drugi mąż (E. i J. Lederberg rozwiedli się w 1966 r.), inżynier Matthew Simon, poświęcił lata na gromadzenie zdjęć i dokumentów dotyczących życia i spuścizny naukowej Lederberg w celu stworzenia obszernej strony internetowej poświęconej jej pamięci. Napisano o niej artykuły, książki i rozdziały. Martin zapewnił, że wszyscy jego studenci wiedzą, kim jest Esther Lederberg i czego dokonała. W tym celu przyciągnęła uwagę nowego pokolenia naukowców, w tym Morgane Maniveau, która wybrała Lederberg jako swoją ulubioną mikrobiolożkę podczas konkursu ASM 2022 Agar Art Contest. – Jako kobieta naukowiec w latach 50. XX w. [E. Lederberg – przyp. red.] stanęła przed wieloma wyzwaniamim więc z całym moim entuzjazmem chciałam ją uhonorować – powiedziała Maniveau.

Jeśli jest coś, co można powiązać ze spuścizną Esther, to jej obiektywizm i dążenie do nauki pośród nieuporządkowanej mieszanki społecznych oczekiwań i barier. W czasach, gdy dziewczęta i kobiety były zachęcane do ukrywania swojej inteligencji, zwłaszcza w świecie odkryć naukowych zdominowanym przez mężczyzn, Esther Lederberg świeciła jasno. – To była mądra dziewczyna, która nie ukrywała tego, że jest mądra. I wyszło jej to na dobre – przyznała Rebecca Ferrell, biolożka, która opisała życie E. Lederberg.