McCarty est né en 1911 à South Bend, dans l’Indiana, deuxième des quatre fils d’un directeur de succursale de la Studebaker Corporation alors que celle-ci était encore une firme de voitures à chevaux. À l’adolescence, McCarty s’est fixé pour objectif de devenir médecin-scientifique, et il a mené une stratégie fructueuse pour préparer son admission à la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins, où il a rapidement réussi. En tant qu’étudiant de premier cycle à l’université de Stanford, il a commencé à étudier la biochimie naissante, en travaillant avec James Murray Luck sur le renouvellement des protéines dans le foie. En 1937, il a commencé sa formation clinique en pédiatrie au service Harriet Lane de l’université Johns Hopkins. C’est là que McCarty a développé un intérêt particulier pour les maladies infectieuses – en particulier pour les traitements antibactériens à base de sulfamides qui venaient de faire leur entrée en médecine – qu’il a ensuite poursuivi en allant travailler à l’Université de New York avec William Tillett. Une bourse du Conseil national de la recherche dans le domaine des sciences médicales et une ouverture dans le laboratoire d’Oswald T. Avery l’incitent à déménager à l’Université Rockefeller en 1941.

À cette époque, les recherches dans le laboratoire d’Avery se concentrent sur la transformation du pneumocoque, l’altération héréditaire d’une souche de pneumocoque d’une forme rugueuse non virulente à une forme encapsulée lisse virulente. L’arrivée de McCarty à l’Institut Rockefeller en septembre 1941 marque les 13 ans de cette découverte, également connue sous le nom de phénomène de Griffith. Avant cette découverte, les années 1920 avaient été marquées par un ensemble d’observations disparates sur Streptococcus pneumoniae qui semblaient impliquer un échange de récepteurs entre diverses bactéries cultivées ensemble dans des milieux liquides ou exposées à divers types d’extraits et de surnageants. À de rares exceptions près, les premiers chercheurs dans ce domaine ne savaient absolument pas faire la distinction entre génotype et phénotype. Aucune expérience n’a été confirmée par d’autres observateurs, de sorte que l’ensemble du domaine de la « para-agglutination » a été quelque peu discrédité.

Cependant, en 1928, Fred Griffith, un chef de file de la recherche en santé publique en Grande-Bretagne, a démontré que la conversion d’une souche en une autre pouvait se produire in vivo chez les souris. Peu après la publication de ses résultats, ceux-ci ont été confirmés dans plusieurs milieux, dont le laboratoire d’Avery. L’analyse reposait sur le sérotypage : on savait que la différenciation phénotypique des groupes de pneumocoques pouvait être diagnostiquée par leurs réactions avec des antisérums spécifiques, déjà reconnus comme reflétant des polysaccharides capsulaires chimiquement distincts. Griffith n’avait ni les ressources ni l’envie de purifier et d’identifier l’agent responsable dans les extraits de pneumocoques qui induisait les changements de sérotype. Mais le phénomène de transformation était au moins vaguement compris comme comprenant une altération de ce que nous appellerions aujourd’hui des facteurs génétiques.

Bien qu’interrompues, parfois pendant des années, ces études furent à partir de 1928 la pièce maîtresse de l’agenda du laboratoire d’Avery. Vers 1940, elles furent activées par les efforts de Colin MacLeod pour purifier l’agent chimique responsable des changements de sérotype – qu’il s’agisse d’une protéine, d’un acide nucléique ou d’une autre classe de molécule – et démontrer qu’il était nécessaire et suffisant pour provoquer le phénomène de Griffith. Les études sur la transformation du pneumocoque étaient lourdement grevées par une grande variété de variables, qui devaient être contrôlées pour permettre une estimation quantitative de l’activité transformatrice dans les extraits subissant divers stades de purification. MacLeod, au cours de plusieurs années de recherche, a résolu plusieurs problèmes techniques épineux pour rendre le système expérimental un peu plus fiable en tant que test de l’activité biologique. Lorsque McCarty est arrivé à l’Université Rockefeller, l’équipe d’Avery avait presque décidé que le réactif actif n’était pas une protéine, et qu’il devait donc s’agir d’ARN ou d’ADN. La progression de ces recherches au cours des trois années suivantes est décrite dans le mémoire de McCarty, The Transforming Principle, écrit au début des années 1980.

Alors que la purification progressait, l’exposition des extraits à la RNase cristalline et aux préparations de protéinase a aidé l’équipe d’Avery à déterminer que l’activité biologique des extraits ne dépendait ni de l’ARN ni des protéines. La DNase cristalline n’était pas disponible avant 1948, mais l’activité biologique était rapidement réduite par des extraits de tissus riches en DNase. L’arrivée de McCarty à l’université Rockefeller a également été marquée par une autre étape importante, à savoir la mise au point d’un test de réactif à la diphénylamine pour établir une corrélation positive entre l’ADN et l’activité biologique. Il est devenu progressivement évident que la matière active dans les extraits purifiés avait une puissance étonnamment élevée en microgrammes d’ADN qui pouvaient consommer la transformation pneumococcique in vitro.

McCarty, MacLeod et Avery se sont battus avec le standard de preuve requis pour affirmer qu’ils avaient accompli la transformation pneumococcique avec de l’ADN hautement purifié provenant d’extraits. Après une longue enquête sur eux-mêmes, ils ont publié en 1944 dans le Journal of Experimental Medicine que la matière active était l’ADN, sans protéine ni aucun autre polymère connu.

Les vicissitudes de l’acceptation du concept selon lequel « les gènes sont de l’ADN » méritent les éloges savants qu’elles ont reçus. L’affirmation a, en effet, fait l’objet d’une formidable, mais prévisible, série de scepticisme organisé. Certains diraient, pire encore, qu’elle a tout simplement été ignorée, mais c’est manifestement faux, du moins dans le cas des institutions de recherche new-yorkaises. La communauté scientifique n’accepte pas facilement les affirmations scientifiques majeures et, dans ce cas, la recherche sur S. pneumoniae présentait des difficultés qui ont rendu particulièrement difficile d’attirer d’autres chercheurs pour poursuivre cette recherche. Tout d’abord, peu de gens avaient l’expertise nécessaire avec cet agent pathogène d’un point de vue biologique – il était dangereux de travailler avec lui, et en même temps, il était difficile à cultiver. Afin d’évaluer sa virulence, il fallait utiliser des souris comme filtre sélectif. Il manquait surtout, comme corroboration, l’examen d’autres marqueurs phénotypiques, en plus du polysaccharide capsulaire, pour déterminer dans quelle mesure les découvertes sur le gène d’un antigène pneumococcique s’appliqueraient à d’autres marqueurs métaboliques de S. pneumoniae.

Cependant, en 1953, influencée par l’énorme impact de la structure bihélique de l’ADN de Watson et Crick, la majorité des chercheurs avaient pleinement accepté l’article de 1944. En fait, on pourrait dire que la preuve formelle que l’ADN codait du matériel génétique n’a été approchée que beaucoup plus tard par la synthèse en laboratoire d’oligonucléotides et par la démonstration de l’activité biologique du matériel génétique, par exemple les gènes de l’ARNt ou les petits virus à ADN. Bien avant cette preuve formelle, la plupart des commentateurs avaient accepté la valeur heuristique illimitée de la proposition selon laquelle, en effet, les gènes étaient faits d’ADN.

En attendant, médecin-scientifique de bout en bout, McCarty s’est intéressé aux maladies favorisées par les streptocoques. C’est ainsi qu’à la retraite de Homer Swift en 1946, McCarty fut invité à diriger le laboratoire créé en 1922 pour travailler sur les streptocoques et le rhumatisme articulaire aigu. C’était le foyer scientifique de Rebecca Lancefield, qui a mis au point la classification sérologique des streptocoques, toujours aussi puissante. D’après d’innombrables observations cliniques, combinées à la classification de Lancefield, il était clair que le rhumatisme articulaire aigu, une grave affection inflammatoire stérile touchant particulièrement les articulations et le cœur, était une complication de la pharyngite à streptocoques du groupe A, suivant l’infection de plusieurs semaines. La chaîne causale des événements nous échappe encore. McCarty s’est attaqué à ce problème en étudiant à la fois la biologie des streptocoques du groupe A et les patients atteints de rhumatisme articulaire aigu admis à l’hôpital Rockefeller.

Avec ses étudiants et ses collaborateurs, au cours des 20 années suivantes, les travaux de McCarty ont modifié la compréhension de l’organisme, qui est passé d’un streptocoque à Gram positif présentant une caractéristique sérologique particulière à l’une des espèces bactériennes les mieux caractérisées. Les travaux sur l’anatomie et la chimie de la paroi cellulaire des bactéries ne faisaient que commencer. Ses travaux ont conduit à l’isolement de la paroi cellulaire du streptocoque en tant qu’entité structurelle adaptée à l’inspection anatomique par microscopie électronique. La dissection chimique a conduit à la caractérisation du polysaccharide spécifique du groupe A et du peptidoglycane, et à l’identification de sa spécificité sérologique dans l’hexosamine terminale. Afin de prouver cette spécificité, il a d’abord dû identifier et purifier une enzyme spécifique qui clivait l’hexosamine (une hexosaminidase) à partir d’un organisme du sol. Le traitement du polysaccharide avec cette enzyme a aboli sa réactivité sérologique. McCarty a en outre démontré la configuration précise de la liaison hexosamine en synthétisant à la fois de l’ovalbumine α- et β-N-acétyl-glucosamine et en montrant que seule la seconde réagissait avec les antisérums du groupe A. Une stratégie analytique similaire a indiqué que le polysaccharide des streptocoques du groupe C différait par la présence d’une β-N-acétyl galactosamine terminale comme déterminant sérologique.

En parallèle, McCarty a étudié les patients atteints de rhumatisme articulaire aigu admis à l’hôpital Rockefeller ainsi que de précieuses collections de spécimens provenant d’épidémies militaires de la maladie pendant la Seconde Guerre mondiale. Lui et ses collaborateurs ont constaté que les réponses en anticorps à plusieurs antigènes streptococciques étaient significativement plus élevées dans le groupe d’individus ayant développé un rhumatisme articulaire aigu que chez les individus présentant une infection non compliquée. Cependant, la réponse à des antigènes non apparentés, par exemple l’anatoxine diphtérique, n’était pas accrue. Il a découvert que les streptocoques du groupe A sécrétaient des quantités anormalement élevées de DNase et a mis au point un test pour la détection des anticorps produits en réponse à cet antigène. Il a ainsi découvert que les streptocoques étaient capables de produire plusieurs isozymes de DNase. Il a purifié la protéine C-réactive humaine par cristallisation, a produit un antisérum hautement spécifique et, en utilisant ce test beaucoup plus simple et plus sensible, a découvert que les niveaux de protéine C-réactive réagissaient plus rapidement et de manière plus fiable que les autres marqueurs inflammatoires et pouvaient servir d’indicateur le plus précis de l’activité inflammatoire rhumatismale. La mesure des niveaux de protéine C-réactive pour détecter l’inflammation est maintenant une routine dans la pratique médicale.

Dans ses dernières années, McCarty a de plus en plus servi d’homme d’État des sciences biomédicales. Il a été pendant 14 ans le médecin en chef de l’hôpital universitaire Rockefeller, ainsi qu’un conseiller de confiance et le vice-président de l’université Rockefeller. En dehors de l’université, son leadership a été sollicité par le New York City Health Research Council, la Helen Hay Whitney Foundation, l’Institute of Medicine (en tant que membre fondateur) et de nombreux comités de visite universitaires. Pendant plus de 40 ans, en tant que rédacteur en chef, il a apposé son sceau d’excellence et d’intégrité sur le Journal of Experimental Medicine.

Les intérêts et l’énergie scientifiques de McCarty avaient une contrepartie dans sa riche vie personnelle. Avec sa femme, Marjorie, McCarty avait un large cercle d’amis très proches, tant aux États-Unis qu’à l’étranger, qui chérissaient sa chaleur personnelle, son caractère discret, dépouillé et pragmatique, son esprit et sa vaste intelligence. Il aimait la littérature anglaise, le théâtre et les symphonies. Il aimait flâner dans les rues et les musées des grandes villes du monde, en particulier Paris, New York et Londres, et s’est souvent rendu à l’étranger après sa retraite. De plus, il est resté proche de sa famille ; les quatre frères, vivant dans différentes régions du pays, ne manquaient jamais de se retrouver pour des réunions annuelles.