მარი მურცხვალაძემ 2012 წელს დაიცვა სადოქტორო დისერტაცია „ცხოველთა სახეობების წარმოშობა და პოპულაციის სტრუქტურირების კვლევა კავკასიაში“.

2007 წლიდან იყო ილიას სახელმწიფო უნივერსიტეტის ასისტენტ-პროფესორი, ხოლო 2012 წლიდან არის ასოცირებული პროფესორი და ილიას მოლეკულურ-გენეტიკური ლაბორატორიის მენეჯერი. კვალიფიკაცია მიღებული აქვს აშშ-ის ლოს-ალამოსის ეროვნულ ლაბორატორიაში, აიდაჰოს უნივერსიტეტის კონსერვაციული გენეტიკის ლაბორატორიაში, იელის უნივერსიტეტსა და დიდი ბრიტანეთის სანგერის გენომის ცენტრში. 2013 წლიდან მუშაობს დაავადებათა კონტროლისა და საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის ეროვნული ცენტრის რ. ლუგარის გენომის ლაბორატორიაში. მიღებული აქვს DAAD და Fulbright სტიპენდიები.

მისი სამეცნიერო ინტერესები მოიცავს გარეულ ცხოველთა მიკრობიომსა და ვირუსულ დაავადებებს, სახეობათა გენეტიკურ სტრუქტურას და გენომურ კვლევებს. გამოქვეყნებული აქვს არაერთი სამეცნიერო პუბლიკაცია.