Marjolein is evolutionair ecoloog, met brede interesse in gastheer-microbe interacties, levensgeschiedenis evolutie en populatie ecologie. Haar onderzoek integreert theorie met empirisch onderzoek. Marjolein promoveerde in 2019 aan de Radboud Universiteit Nijmegen op het belang van genetische variatie en plasticiteit in onder andere watervlooien.

Voor haar postdoctorale onderzoek aan Princeton University raakte ze geïnteresseerd in het microbioom, en in het bijzonder in de rol van het microbioom in de evolutie van gastheren. In 2022 is Marjolein als universitair docent in dienst getreden bij de afdeling Evolutionaire en Populatiebiologie, waar ze haar onderzoekslijn naar microbioombijdragen aan gastheerprestaties en -adaptatie verder ontwikkelt.