Ohsumi no descubrió la autofagia: se observó por primera vez durante la década de 1960, y recibió su nombre por el premio Nobel Christian de Duve (que había descubierto el lisosoma). Por el contrario, Ohsumi, a través de algunos experimentos ingeniosos sobre la levadura, identificó los genes esenciales para la autofagia y aclaró sus mecanismos subyacentes. Estos descubrimientos condujeron a una mejor apreciación de la importancia de la autofagia en muchos procesos fisiológicos y enfermedades, que es una de las razones por las cuales Ohsumi ganó el Premio Nobel.
Hay un buen resumen de los experimentos de Ohsumi para identificar la autofagia en células de levadura, y los genes responsables, en el Premio Nobel 2016 de Fisiología o Medicina. En esencia, cultivó células de levadura mutadas que carecían de una cierta enzima de degradación, de modo que cuando privaba de comida a las células para simular la autofagia, los autofagosomas se acumulaban hasta el punto de ser visibles. Al aplicar mutaciones genéticas aleatorias, identificó los genes necesarios para que el proceso tenga lugar. Finalmente, logró caracterizar funcionalmente las proteínas codificadas por estos genes, dando una visión clara de todo el proceso.
