Nella sua lezione di ringraziamento per il ricevimento del Premio Nobel per la Medicina nel 2016, egli indica l’autofagia come un momento importante nell’adattamento ai processi dell’inedia (produzione di amino-acidi e fonte energetica) e nella difesa dell’organismo da fenomeni potenzialmente dannosi come lo sviluppo di tumori, invasioni batteriche, e depositi di materiali dannosi per le cellule.

Il concetto di autofagia è emerso negli anni ’60 del novecento, quando i ricercatori osservarono per la prima volta che la cellula poteva distruggere il suo contenuto racchiudendolo nelle membrane, formando vescicole simili a sacchi che venivano trasportate in un compartimento di riciclaggio, chiamato lisosoma, per degradazione.  Lo scienziato belga Christian de Duve venne insignito del premio Nobel per la Medicina nel 1974, per la scoperta dei lisosomi. Difficoltà nello studio del fenomeno significavano che poco si sapeva fino a quando, in una serie di brillanti esperimenti nei primi anni ’90, Yoshinori Ohsumi usò il lievito di birra per identificare i geni essenziali per l’autofagia.

In seguito, egli continuò a delucidare i meccanismi di base per l’autofagia nel lievito e mostrò che simili macchinari sofisticati sono usati nelle nostre cellule. Le scoperte di Ohsumi hanno portato a un nuovo paradigma nella nostra comprensione di come la cellula ricicla il suo contenuto. Le sue scoperte hanno aperto la strada alla comprensione dell’importanza fondamentale dell’autofagia in molti processi fisiologici, come l’adattamento alla fame o la risposta alle infezioni. Le mutazioni nei geni dell’autofagia possono causare malattie e il processo autofagico è coinvolto in diverse condizioni, tra cui il cancro e le malattie neurologiche. 

L’intuito e l’abilità del professore Ōsumi  lo portarono a concepire l’idea che se fosse riuscito a bloccare il processo di degradazione mentre era in corso il meccanismo di autofagia, gli autofagosomi si sarebbero dovuti accumulare all’interno del vacuolo senza smaltire quanto inglobato e dunque divenire visibili al microscopio. Pertanto, una volta ottenuta un coltura di cellule di lievito mutate, (mancanti degli enzimi di degradazione del vacuolo) e indotto il processo di autofagia non fornendo sufficienti sostanze nutritive alle cellule, creò le condizioni necessarie per delle osservazioni che avrebbero rivelato l’esistenza o meno del processo stesso.

I risultati furono strabilianti: dopo un’ora, i primi autofagosomi del diametro compreso tra i 400 e i 900 nm, iniziarono ad accumularsi nel vacuolo e, continuando a crescere gradualmente di numero, nell’arco di tre ore lo riempiono quasi completamente, aumentandone il volume. L’esperimento di Ōsumi provò dunque l’esistenza dell’autofagia all’interno delle cellule di lievito. I risultati di tale ricerca vennero pubblicati nel 1992 ed ottennero un notevole impatto sulla comunità scientifica.