Koncept avtofagije se je pojavil v 60. letih prejšnjega stoletja, ko so znanstveniki prvič opazovali, kako lahko celica uniči svoje lastne dele, ko jih obda z membrano in tako oblikuje nekakšen mešiček, ki ga potem pošlje v »reciklažo« v lizosom, kjer se razgradi. Ta pojav, preprosto rečeno celično odstranjevanje odpadkov, je bilo zelo težko opazovati in preučevati, Osumi pa je za eksperimente uporabil navaden pekovski kvas, poln kvasovk, za identifikacijo genov, ki so potrebni za avtofagijo.
Nato je na tem primeru razjasnil mehanizem avtofagije v kvasovkah in pokazal, da podobni mehanizmi potekajo tudi v človeških celicah. Odkritje je Osumi objavil leta 1992. Avtofagija je nujna za celično odzivanje na zunanji stres. Tudi kot odziv na okužbo. Na tak način lahko celica namreč odstrani znotrajcelične bakterije ali viruse. Odstrani tudi poškodovane beljakovine ali celične organele, kar je neke vrste nadzorni mehanizem kakovosti, ki je nujen za odpravljanje negativnih posledic staranja.
Motnje v funkciji avtofagije so že povezali s parkinsonovo boleznijo, diabetesom tipa 2 in drugimi boleznimi, ki se pojavljajo s starostjo. Mutacije v genih za avtofagijo lahko povzročijo bolezni, procesi avtofagije pa so pomembni tudi v številnih bolezenskih stanjih, na primer pri raku ali nevroloških boleznih.
