McCarty s-a născut în 1911 în South Bend, Indiana, al doilea din cei patru fii ai unui director de sucursală pentru Studebaker Corporation pe vremea când aceasta era încă o firmă de trăsuri trase de cai. În adolescență, McCarty și-a propus să devină medic-cercetător și a urmat o strategie de succes pentru a se pregăti pentru admiterea și succesul timpuriu la Facultatea de Medicină a Universității Johns Hopkins. Pe când era student la Universitatea Stanford, și-a început în mod previzibil studiile în domeniul incipient al biochimiei, lucrând cu James Murray Luck pe tema schimbului de proteine în ficat. În 1937, și-a început pregătirea clinică în pediatrie la Serviciul Harriet Lane de la Universitatea Johns Hopkins. Acolo, McCarty a dezvoltat un interes special pentru bolile infecțioase – în special pentru tratamentele medicamentoase cu sulfonamide antibacteriene care abia intrau în medicină – pe care l-a urmărit ulterior, mutându-se la Universitatea din New York pentru a lucra cu William Tillett. O bursă a Consiliului Național de Cercetare în domeniul științelor medicale și un post vacant în laboratorul lui Oswald T. Avery l-au stimulat să se mute la Universitatea Rockefeller în 1941.

În acel moment, cercetările din laboratorul lui Avery se concentrau asupra transformării pneumococice, alterarea ereditară a unei tulpini pneumococice de la o formă brută nevirulentă la o formă încapsulată netedă virulentă. Sosirea lui McCarty la Institutul Rockefeller în septembrie 1941 a marcat 13 ani de la această descoperire, cunoscută și sub numele de fenomenul Griffith. Înainte de această descoperire, anii 1920 fuseseră marcați de un melanj de observații disparate asupra Streptococcus pneumoniae, care păreau să implice un schimb de receptori între diverse bacterii fie cultivate împreună în medii lichide, fie expuse la diverse tipuri de extracte și supernatante. Cu rare excepții, primii cercetători din acest domeniu au fost complet confuzi în ceea ce privește distincția dintre genotip și fenotip. Nici un singur experiment nu a fost dus mai departe pentru a fi confirmat de alți observatori, astfel încât întregul domeniu al „paraaglutinării” a fost oarecum discreditat.

Cu toate acestea, în 1928, Fred Griffith, un lider în cercetarea în domeniul sănătății publice din Marea Britanie, a demonstrat că transformarea unei tulpini în alta poate avea loc in vivo la șoareci. La scurt timp după publicarea rezultatelor sale, acestea au fost confirmate în mai multe părți, inclusiv în laboratorul lui Avery. Analiza s-a bazat pe serotipizare: se știa că diferențierea fenotipică a grupurilor de pneumococci putea fi diagnosticată prin reacțiile acestora cu antiseruri specifice, recunoscute deja ca reflectând polizaharide capsulare distincte din punct de vedere chimic. Griffith nu avea nici resursele, nici înclinația de a purifica și de a identifica agentul responsabil din extractele pneumococice care inducea schimbările de serotip. Dar fenomenul de transformare a fost cel puțin vag înțeles ca cuprinzând o alterare a ceea ce astăzi am numi factori genetici.

Deși întreruptă, uneori ani la rând, aceste studii au fost, începând cu 1928, piesa centrală a agendei laboratorului lui Avery. În jurul anului 1940, ele au fost activate de eforturile lui Colin MacLeod de a purifica agentul chimic responsabil pentru schimbările de serotip – fie că era vorba de proteine, acid nucleic sau o altă clasă de molecule – și de a demonstra că acesta era necesar și suficient pentru a provoca fenomenul Griffith. Studiile privind transformarea pneumococică au fost îngreunate de o mare varietate de variabile, care trebuiau să fie controlate pentru a permite estimarea cantitativă a activității de transformare în extractele aflate în diferite stadii de purificare. MacLeod, pe parcursul mai multor ani de cercetare, a rezolvat mai multe probleme tehnice spinoase pentru a face sistemul experimental ceva mai fiabil ca test pentru activitatea biologică. În momentul în care McCarty a sosit la Universitatea Rockefeller, echipa lui Avery tocmai decisese că reactivul activ nu era o proteină, deci trebuia să fie fie fie ARN, fie ADN. Progresul acestei cercetări în următorii trei ani este descris în memoriile lui McCarty, The Transforming Principle (Principiul transformator), scrise la începutul anilor 1980.

Pe măsură ce purificarea a progresat, expunerea extractelor la RNază cristalină și la preparate de proteinază a ajutat echipa lui Avery să determine că activitatea biologică a extractelor nu depindea de ARN sau de proteine. DNaza cristalină nu a fost disponibilă până în 1948, dar activitatea biologică a fost rapid redusă de extractele de țesut bogate în DNază. Sosirea lui McCarty la Universitatea Rockefeller a fost, de asemenea, marcată de o altă piatră de hotar, și anume, dezvoltarea unui test cu reactiv de difenilamină pentru a corela pozitiv ADN-ul cu activitatea biologică. Treptat, a devenit evident că materialul activ din extractele purificate avea o potență uimitor de mare în micrograme de ADN care putea consuma transformarea pneumococică in vitro.

McCarty, MacLeod și Avery s-au luptat cu standardul de dovadă necesar pentru a susține că au realizat transformarea pneumococică cu ADN foarte purificat din extracte. După multe cercetări de sine, în 1944, au publicat în Journal of Experimental Medicine că materialul activ era ADN, lipsit de proteine sau de orice alt polimer cunoscut.

Vicisitudinile acceptării conceptului că „genele sunt ADN” merită laudele academice pe care le-au primit. Afirmația a fost, într-adevăr, supusă unei runde formidabile, dar previzibile, de scepticism organizat. Unii ar spune, chiar mai rău, că a fost pur și simplu ignorată, dar acest lucru este în mod evident neadevărat, cel puțin în cazul instituțiilor de cercetare din New York. Comunitatea științifică nu acceptă cu ușurință afirmațiile științifice majore, iar în acest caz, au existat provocări asociate cu cercetarea asupra S. pneumoniae, ceea ce a făcut deosebit de dificilă atragerea altor cercetători pentru a continua această cercetare. Pentru început, puține persoane aveau expertiza necesară cu acest agent patogen din punct de vedere biologic – era periculos să lucrezi cu el și, în același timp, era dificil de cultivat. Pentru a-i testa virulența, era necesar să se utilizeze șoarecii ca filtru selectiv. Cel mai mult lipsea, în mod critic, ca o coroborare, examinarea altor markeri fenotipici, în afară de polizaharidul capsular, pentru a determina în ce măsură descoperirile privind gena pentru un antigen pneumococic s-ar putea aplica altor markeri metabolici ai S. pneumoniae.

Cu toate acestea, în 1953, influențată de impactul enorm al structurii bihelice a ADN-ului lui Watson și Crick, majoritatea cercetătorilor au acceptat pe deplin lucrarea din 1944. De fapt, s-ar putea spune că dovada formală că ADN-ul codifica material genetic a fost aproximată abia mult mai târziu prin sinteza în laborator a oligonucleotidelor și prin demonstrarea activității biologice a materialului genetic, de exemplu, genele pentru ARNt sau micii viruși ADN. Cu mult înainte de această dovadă formală, majoritatea comentatorilor acceptaseră valoarea euristică nemărginită a propoziției că, într-adevăr, genele erau făcute din ADN.

Între timp, medic-cercetător până la capăt, McCarty și-a îndreptat atenția asupra bolilor promovate de streptococi. Așa se face că, la pensionarea lui Homer Swift în 1946, McCarty a fost rugat să conducă laboratorul înființat în 1922 pentru a lucra asupra streptococilor și a febrei reumatice. Aceasta a fost casa științifică a Rebeccăi Lancefield, care a dezvoltat clasificarea serologică încă puternică a streptococilor. Din nenumăratele observații clinice, combinate cu clasificarea lui Lancefield, a fost clar că febra reumatismală acută, o afecțiune inflamatorie sterilă severă care afectează în special articulațiile și inima, era o complicație a faringitei streptococice de grup A, urmând infecția cu câteva săptămâni. Lanțul cauzal al evenimentelor încă ne scapă. McCarty a atacat această problemă studiind atât biologia streptococilor de grup A, cât și pacienții cu febră reumatismală acută internați la Spitalul Rockefeller.

Împreună cu studenții și colaboratorii săi, în următorii 20 de ani, munca lui McCarty a schimbat înțelegerea organismului de la un streptococ gram-pozitiv cu o caracteristică serologică particulară la una dintre cele mai bine caracterizate specii bacteriene. Lucrările privind anatomia și chimia peretelui celular bacterian erau abia la început. Munca sa a dus la izolarea peretelui celular streptococic ca entitate structurală potrivită pentru inspecția anatomică prin electronmicroscopie. Disecția chimică a dus la caracterizarea polizaharidei specifice grupului A și a peptidoglicanului, precum și la identificarea specificității serologice a acestuia în hexosamina terminală. Pentru a dovedi această specificitate, a trebuit mai întâi să identifice și să purifice o enzimă specifică care scindează hexosamina (o hexosaminidază) dintr-un organism din sol. Tratarea polizaharidei cu această enzimă a abrogat reactivitatea serologică a acesteia. McCarty a demonstrat în continuare configurația precisă a legăturii hexosaminei prin sintetizarea ovalbuminei cu α- și β-N-acetil-glucozamină și prin demonstrarea faptului că numai cea de-a doua a reacționat cu antiserurile de grup A. O strategie analitică similară a indicat că polizaharidul streptococilor din grupa C se deosebește prin faptul că are ca determinant serologic o β-N-acetil-galactosamină terminală.

În paralel, McCarty a studiat pacienții cu febră reumatică internați la Spitalul Rockefeller, precum și colecții valoroase de specimene din focarele militare ale bolii din timpul celui de-al Doilea Război Mondial. El și colaboratorii săi au constatat că răspunsurile anticorpilor la mai mulți antigeni streptococici au fost semnificativ mai mari în grupul de persoane care au dezvoltat febră reumatismală acută decât la persoanele cu infecție necomplicată. Cu toate acestea, răspunsul la antigene nelegate, de exemplu, la anatoxina difterică, nu a fost îmbunătățit. El a descoperit că streptococii din grupul A secretau cantități neobișnuit de mari de DNază și a stabilit un test pentru detectarea anticorpilor produși ca răspuns la acest antigen. Acest lucru a dus la descoperirea faptului că streptococii erau capabili să producă mai multe izozime de DNază. A purificat proteina C-reactivă umană prin cristalizare, a produs un antiser foarte specific și, folosind acest test mult mai simplu și mai sensibil, a constatat că nivelurile de proteină C-reactivă au răspuns mai rapid și mai fiabil decât alți markeri inflamatori și ar putea servi ca cel mai precis indicator al activității inflamatorii reumatice. Măsurarea nivelurilor de proteină C-reactivă pentru a detecta inflamația este acum o rutină în practica medicală.

În ultimii săi ani, McCarty a servit din ce în ce mai mult ca un om de stat al științelor biomedicale. El a fost timp de 14 ani medic-șef al Spitalului Universitar Rockefeller și consilier de încredere și vicepreședinte al Universității Rockefeller. În afara universității, conducerea sa a fost solicitată de Consiliul de cercetare în domeniul sănătății din New York, de Fundația Helen Hay Whitney, de Institutul de Medicină (în calitate de membru fondator) și de numeroase comisii de vizitare a universităților. Timp de peste 40 de ani, în calitate de editor, și-a pus amprenta excelenței și integrității asupra Journal of Experimental Medicine.

Interesele științifice și energia lui McCarty au avut un corespondent în bogata sa viață personală. Împreună cu soția sa, Marjorie, McCarty a avut un cerc larg de prieteni foarte apropiați, atât în Statele Unite, cât și în străinătate, care i-au apreciat căldura personală, caracterul său discret, sobru și pragmatic, spiritul său și intelectul său de mare anvergură. Iubea literatura engleză, teatrul și simfoniile. Îi plăcea să se plimbe pe străzile și în muzeele marilor orașe ale lumii, în special la Paris, New York și Londra, iar după ce s-a pensionat a vizitat în mod frecvent țările de peste ocean. În plus, a rămas aproape de familia sa; cei patru frați, care locuiau în diferite părți ale țării, nu au lipsit niciodată de la reuniunile anuale.