Ohta ist Schülerin von Motoo Kimura. Dort, am nationalen Institut für Genetik an der Universität von North Carolina, erhielt sie 1967 ihren Doktortitel. Sie wurde für ihre Arbeiten an der Neutralen Theorie der molekularen Evolution bekannt. Insbesondere entwickelte sie eine Erweiterung der durch Kimura begründeten Theorie, die Nearly neutral theory of molecular evolution (Nahezu-neutrale Theorie der molekularen Evolution).