Desde muy joven, ya estaba fascinado por la biología y publicó su primer artículo científico a la edad de 13 años.
Bajo la supervisión de Brachet, Thomas preparó y defendió una tesis doctoral sobre la desnaturalización del ADN en 1952.
Además de la Biología, Thomas tenía varias pasiones, como el alpinismo, las matemáticas, la música y la astronomía.
Durante su juventud, pasó gran parte de su tiempo libre escalando, particularmente en Freyr, Valais, Ecrins y Dolomitas.
Más recientemente se interesó profundamente en la teoría de la música, particularmente en los temperamentos musicales.
Una vez que Francis Crick, James Watson, Rosalind Franklin y Maurice Wilkins resolvieron la naturaleza detallada de la estructura secundaria del ADN, la desnaturalización del ADN podría entenderse como el desenrollamiento de la doble hélice.
Los experimentos que llevaron a este descubrimiento se realizaron con bacterias y sus virus, los bacteriófagos (o fagos).
Thomas demostró que la replicación del virus está directamente bloqueada por el represor ("efecto Thomas-Bertani").
[8] Thomas identificó dos reguladores positivos en el bacteriófago lambda, los productos de los genes N y Q.
La complejidad de la red reguladora que controla la decisión entre lisis y lisogenia por el bacteriófago lambda llevó a Thomas a darse cuenta de que comprender el comportamiento del fago basado únicamente en la intuición era muy difícil.
Por lo tanto, buscó medios para modelar esta red y formalizar su análisis dinámico.
Como el álgebra booleana trata con variables que toman solo dos valores (0 / OFF o 1 / ON) y operadores lógicos simples como AND, OR y NOT, es particularmente adecuada para formalizar el proceso de razonamiento de los genetistas; por ejemplo, observaciones como "este gen estará activado sólo si el factor activador está presente y el factor inhibidor está ausente".
[11][12] Con la ayuda del físico Philippe Van Ham, el químico Jean Richelle y el matemático El Houssine Snoussi, Thomas se centró en el modelado lógico de redes reguladoras relativamente pequeñas (incluido el que controla el desarrollo del bacteriófago lambda), utilizando una actualización asincrónica más compleja y considerando varios refinamientos del formalismo lógico: introducción de variables polivalentes, consideración explícita de valores umbral y definición de parámetros lógicos correspondientes a los parámetros cinéticos utilizados en el formalismo diferencial.
Posteriormente, considerando el gráfico regulador asociado con una red de genes, modelado en términos de formalismo lógico o diferencial, Thomas propuso reglas generales que establecen que (i) es necesario un circuito positivo para mostrar múltiples estados estables, y (ii) un circuito negativo es necesario para tener oscilaciones sostenidas robustas.
Por lo tanto, cualquier modelo para un proceso de diferenciación debe involucrar al menos un circuito positivo.
[15][23] Sin embargo, debido a varios problemas técnicos, los intentos del grupo de Thomas para construir circuitos genéticos sintéticos no tuvieron éxito.
[32] Desde el comienzo de su carrera, Thomas reclutó y enseñó a muchos estudiantes talentosos, con un título en química o biología.