1950年、chaseは細菌学者で遺伝学者のAlfred Hersheyの研究室でCold Spring Harbor Laboratoryの研究助手として働き始めました。 1952年、彼女とハーシーはハーシー–チェイス実験を行い、遺伝情報がタンパク質ではなくDNAによって保持され伝達されることを確認した。 実験では、バクテリオファージT2（細菌に感染するウイルス）のタンパク質または核酸のいずれかを放射性標識し、感染時にどの成分が大腸菌に入ったかを見ることが含まれていた。, 彼らは、タンパク質ではなく核酸が転送され、遺伝情報の構成に関する論争を解決するのに役立つことを発見した。 ハーシーは1969年にこの発見によりノーベル生理学-医学賞を受賞したが、チェイスは受賞しなかった。
チェイスは1953年にコールドスプリングハーバー研究所を去り、テネシー州のオークリッジ国立研究所、そして後にロチェスター大学でガス-ドーマンと共に働いた。 1950年代を通じて、彼女は毎年コールドスプリングハーバーに戻り、生物学者のファージグループの会議に参加した。, 1959年、南カリフォルニア大学でジュゼッペ-ベルターニの研究室で博士号を取得した。 ベルターニはスウェーデンに移り、1964年にマーガレット-リーブと共に論文を完成させた。
カリフォルニア州にいる間、チェイスは1950年代後半に仲間の科学者リチャード-エプスタインと出会い、結婚し、彼女の名前をMartha C.Epsteinに変えました。 結婚は短期間だったが、間もなく離婚し、子供はいなかった。 1960年代を通じて個人的な挫折のシリーズは、科学での彼女のキャリアを終了しました。, 彼女は家族と一緒に暮らすためにオハイオ州に戻り、彼女の人生の最後の数十年を短期記憶を奪った認知症の形に苦しんで過ごしました。 同年8月、肺炎のため2003年、75歳で死去した。