Esben Lorentzens forskning handler om at løse vigtige problemer inden for molekylær biologi, særligt fokuseret på mekanismerne bag transporten inde i celler og dannelse af cilier (små hår-lignende strukturer) i eukaryote celler. Cilier fungerer som antenner, der tillader cellerne at kommunikere med hinanden og er afgørende for udviklingen af organismer. Hvis cilier er defekte, kan det føre til en række sygdomme, såsom nyrecyster, fedme og blindhed.

Vi har endnu ikke fuld forståelse for, hvordan celler opbygger disse cilie-strukturer, men vi ved, at det kræver store komplekser af transportproteiner, der hjælpes af molekylære motorer til at flytte proteiner ind og ud af ciliet. Både cilier og intraflagellær transport opstod tidligt i evolutionen af encellede eukaryoter og findes i dag i både grønne alger og i menneskeceller. Esben Lorentzens forskningsgruppe bruger avancerede metoder inden for strukturel biologi for at afsløre, hvordan disse transportproteiner samler sig til store komplekser, der organiserer cilier i celler.

I lyset af den stigende betydning af computerteknikker inden for molekylærbiologi har Esben Lorentzens gruppe taget avancerede maskinlæringsmetoder i brug for at forudsige og designe strukturen af proteinkomplekser. Et yderst vigtigt resultat her er den nylige offentliggørelse af en strukturel model for et kompleks af 15 proteiner, der er involveret i intraflagellær transport. Denne strukturelle model har været afgørende for  at kortlægge sygdomsmutationer og forstå, hvordan komplekset binder og transporterer proteiner ind og ud af cilier. Fremadrettet vil Esben Lorentzens forskningsgruppe i stigende grad bruge computerteknikker til at designe proteiner med nye funktioner.

Esben Lorentzen – kort biografi

Esben Lorentzen opnåede sin ph.d.-grad i 2004 i et fælles samarbejde mellem European Molecular Biology Laboratories (EMBL) i Hamburg, Tyskland, og Aarhus Universitet med fokus på at studere metaboliske enzymers mekanismer under vejledning af Prof. Ehmke Pohl.

Efter sin ph.d. ændrede Esben Lorentzen fokus til at undersøge mekanismerne bag RNA-processering og nedbrydning. Han udførte postdoc-forskning ved EMBL i Heidelberg, Tyskland, under vejledning af Prof. Elena Conti og ved Birkbeck College i London, Storbritannien, under vejledning af Prof. Helen Saibil. Hans arbejde i denne periode involverede brugen af strukturel biologi som røntgenkrystallografi og single-particle cryo-elektronmikroskopi til at bestemme eksperimentelle strukturer af RNA-nedbrydende eksosomer.

I 2009 blev Esben Lorentzen forskningsgruppeleder ved Institut for Strukturel Cellebiologi ved Max Planck Institute of Biochemistry i Martinsried, Tyskland. Her blev han ekspert inden for områderne intracellulær proteintransport og ciliedannelse, finansieret af både det tyske forskningsråd og en ERC-karrierebevilling.

I 2016 modtog Esben Lorentzen Novo Nordisk Foundation Young Investigator-prisen og flyttede sin forskningsgruppe til Aarhus Universitet. Her fortsatte han med at studere ciliedannelse som lektor ved Institut for Molekylær Biologi og Genetik. Hans gruppes arbejde omfatter undersøgelse af strukturerne af forskellige proteinkomplekser for at forstå deres funktion i eukaryotiske celler og for at forstå, hvad der går galt ved cilie-relaterede sygdomme.

Esben Lorentzen er også aktiv i undervisningen i biokemi og strukturel biologi på Aarhus Universitet, hvor han underviser i kurset Biomolekylær Strukturbestemmelse. Her får kandidat- og ph.d.-studerende en grundig introduktion til strukturbestemmelse ved hjælp af forskellige teknikker såsom røntgenkrystallografi og cryo-elektronmikroskopi samt strukturforudsigelse ved hjælp af maskinlæringsteknikker såsom AlphaFold.

Mere information

Esben Lorentzen
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
el@mbg.au.dk