Vào thời điểm mà bà bắt đầu khởi nghiệp ở Nhật Bản, thuyết tiến hoá trung tính mà Kimura Motoo đề xuất đã rất nổi tiếng. Tuy nhiên, sau đó Ohta phát hiện rằng: ở cấp độ phân tử thì ngoài đột biến trung tính, còn có loại "đột biến gần trung tính" (nearly neutral mutation), đồng thời đề xuất rằng "chọn lọc tự nhiên không đơn giản phân loại đột biến thành các loại có lợi, có hại và trung tính", nên đề xuất lý thuyết tiến hóa phân tử gần trung tính vào những năm đầu của thập niên 1970.[3][5]
Năm 1973, bà xuất bản bài báo khoa học lớn đầu tiên của mình về giả thuyết này, trong đó nhấn mạnh tầm quan trọng của mối tương tác giữa trôi dạt di truyền với chọn lọc tự nhiên. Giả thuyết của bà đã gặp phải sự phản đối mạnh mẽ trong những năm 1970 và 1980 ở cả trong nước lẫn nước ngoài. Tuy nhiên, nhiều bằng chứng hỗ trợ giả thuyết ngày càng được tích lũy nhiều vào những năm 1990 trở đi, nên giả thuyết của bà được công nhận như là một học thuyết. Ngoài ra, bà còn là đồng tác giả với Kimura Motoo của nhiều tác phẩm khoa học quan trọng trong lĩnh vực tiến hoá phân tử.
