Julia Leene studeerde scheikunde, met als specialisatie chemische biologie, aan de Rijksuniversiteit Groningen. Tijdens haar studie heeft ze een brede chemische kennis opgedaan, zowel in de biochemie, de organische chemie als de fotochemie. Haar onderzoeksprojecten waren gericht op een artificieel metaalenzym en op een nieuw type linker voor fotolabiele beschermgroepen.