乔·鲁特肯豪斯（Joe Lutkenhaus）通过一系列实验发现了FtsZ基因在细胞分裂中的核心作用。FtsZ是一种与真核生物微管蛋白类似的蛋白质，它在原核生物中起着类似于细胞骨架的作用。FtsZ在细胞分裂的过程中，能够组装成一个环状结构，称为“Z环”，并且位于细胞分裂的未来部位（即细胞中部）。这个Z环对于细胞分裂至关重要，因为它为细胞提供了一个分裂的模板或支架。

鲁特肯豪斯的团队首先通过突变体筛选实验，找到了与细胞分裂缺陷相关的突变株。他们利用这些突变株，尤其是一些在高温下无法正常分裂的细菌，确定了FtsZ基因的关键作用。在实验过程中，他们通过遗传和分子生物学技术，证明了FtsZ在缺失或功能受损的情况下，细胞会出现严重的分裂异常，例如无法形成分隔细胞的隔膜，导致细胞无法完成分裂，形成长丝状细胞。

FtsZ蛋白质可以结合GTP，并且在GTP的作用下形成纤丝。随后这些纤丝聚集在细胞的中部，形成Z环。这个Z环不仅提供了物理支撑，还可能通过纤丝的滑动或弯曲产生分裂所需的机械力。同时，FtsZ的作用也依赖于其他与它相互作用的蛋白质，如FtsA和ZipA，这些蛋白质帮助它定位并稳定在细胞膜上。

综上，鲁特肯豪斯通过基因筛选、突变研究和生化分析揭示了FtsZ在细胞分裂中至关重要的作用，最终证实了它是细菌细胞分裂的核心调控因子。