Dr. Onat, 2004 yılında Boğaziçi Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nden mezun olmuştur. 2004–2012 yılları arasında Bilkent Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nde yüksek lisans ve doktora çalışmalarını yürütmüş; bu süreçte nadir hastalıkların genetik nedenlerinin araştırılmasına odaklanmıştır. Doktora çalışmaları kapsamında temel araştırma alanı, insanlarda dört ekstremite üzerinde yürüme fenotipi ile dikkat çeken serebellar hipoplazi ve mental retardasyon sendromlarının (CAMRQ) genetik nedenlerinin aydınlatılması olmuştur.
Doktora eğitiminin ardından, leptin hormonunun kaşifi ve Lasker ödülü sahibi Dr. Jeffrey Friedman ile TÜBİTAK bilim ödülü sahibi Dr. Tayfun Özçelik ile Rockefeller ve Bilkent Üniversiteleri iş birliği projesinde, beynin hipotalamus bölgesindeki nöronlar tarafından düzenlenen “açlık/tokluk” hissinin moleküler mekanizmasını çözmeye odaklanmıştır. Bu dönemde karmaşık kalıtımlı hastalıklar üzerine çalışmış ve kapsamlı bir DNA bankası ile genom veritabanının kurulmasına katkıda bulunmuştur. Bu kapsamda; ailesel obezite, aşırı zayıflık ve polikistik over sendromu gibi metabolik hastalıklar; esansiyel tremor ve Parkinson hastalığı gibi nörodejeneratif bozukluklar; gecikmiş uyku fazı sendromu ile dikkat eksikliği ve hiperaktivite bozukluğu gibi sirkadiyen ritimle ilişkili psikiyatrik ve davranışsal fenotiplerde gen keşfi çalışmaları yürütmüştür.
Translasyonel genomik ve büyük veri analizi alanında uzmanlaşmış olan Dr. Onat’ın araştırmaları Cell, Nature Genetics, JCI, Genome Research, PNAS ve EJHG gibi saygın bilimsel dergilerde yayımlanmıştır. Dr. Onat’ın yürütücülüğünü yaptığı ONAT Lab, hastalık genlerinin ve terapötik adayların keşfine yönelik kişiselleştirilmiş tıp odaklı translasyonel araştırmalar yürütmekte; aynı zamanda yeni nesil bilim insanlarının yetişmesine katkı sağlamaktadır.