Основные интересы связаны с митохондриальной генетикой: изучение популяционного полиморфизма мтДНК человека, роль мтДНК в развитии многофакторных заболеваний. Кроме того, в область научных интересов входят генетика кардиомиопатии, генетика многофакторных заболеваний (в основном сердечно-сосудистых), популяционная и эволюционная генетика.

М.В. Голубенко являлась руководителем различных грантовых проектов, в частности - руководитель грантов РФФИ №19-04-01322 «Оценка адаптивности популяционного полиморфизма митохондриальной ДНК человека», №04-04-48792a «Характеристика митохондриального генофонда популяций народов Сибири с учетом современных миграционных процессов», №07-04-01526a «Оценка вклада полиморфизма митохондриальной ДНК в формирование фенотипа сердечно-сосудистой системы у человека», №16-04-01481а «Эпигенетическое взаимодействие митохондриального и ядерного геномов при атеросклерозе»; государственных контрактов ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы»: №02.442.11.7076 «Описание вариабельности гена-кандидата гипертрофической кардиомиопатии (MYBPC3) в популяциях человека различного этнического происхождения» и №02.442.11.7350 «Изучение вклада полиморфизма митохондриальной ДНК человека в изменчивость показателей состояния сердечно-сосудистой системы в норме и патологии»; государственного контракта ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры для инновационной России» №П977 от 20.08.2009 «Разработка олигонуклеотидных биосенсоров для определения вариантов генома с фармакогенетическим эффектом при сердечно-сосудистых заболеваниях».

Награждена почетными грамотами мэрии г. Томска за вклад в развитие томской науки (2006, 2008), грамотой СО РАМН за вклад в развитие медицинской генетики (2007). Лауреат Премии МАИК в области биологии коллективу авторов за цикл статей «Изучение молекулярно-генетических основ сердечно-сосудистых заболеваний» (2013).

Голубенко М.В., Тарасенко Н.В., Макеева О.А., Гончарова И.А., Марков А.В., Слепцов А.А., Комар А.А., Назаренко М.С., Барбараш О.Л., Пузырев В.П. Полиморфизм мтДНК при клинически выраженном каротидном атеросклерозе: протективный эффект гаплогруппы J. Медицинская генетика. 2017. Т. 16. №10. С. 26-28.

Голубенко М.В., Салахов Р.Р., Шумакова Т.В., Буйкин С.В., Макеева О.А., Назаренко М.С., Пузырев В.П. Полиморфизм митохондриальной ДНК и болезни сердечно-сосудистого континуума // Медицинская генетика. 2018. Т. 17. № 1. С. 9-13.

Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б., Коновалов Ф.А., Масленников А.Б., Степанов В.А., Афанасьев А.А., Заклязьминская Е.В., Ребриков Д.В., Савостьянов К.В., Глотов А.С., Костарева А.А., Павлов А.Е., Голубенко М.В., Поляков А.В., Куцев С.И. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS) // Медицинская генетика. – 2019. – Т. 18. – № 2. – С. 3-23. (Редакция 2018, версия 2). DOI: 10.25557/2073-7998.2019.02.3-23.

Голубенко М.В. Полиморфизм мтДНК и его роль в адаптации к условиям среды и в предрасположенности к заболеваниям. Экологическая медицина. 2019. Т. 2. № 1. С. 16-22.

Голубенко М.В., Бабушкина Н.П., Зарубин А.А., Салахов Р.Р., Макеева О.А., Маркова В.В., Афанасьев С.А., Понасенко А.В., Пузырев В.П. Ассоциация вариантов гаплогруппы Н1 митохондриальной ДНК с риском сердечно-сосудистых катастроф. Научные результаты биомедицинских исследований. 2019. Т. 5. Вып. 4. С. 19-31.

Голубенко М.В., Цепокина А.В., Салахов Р.Р., Максимов В.Н., Понасенко А.В. Полиморфизм митохондриальной ДНК у умерших внезапной сердечной смертью. Фундаментальная и клиническая медицина. 2019. Т. 4. №4. С.

Голубенко М.В., Михайлов В.С., Заклязьминская Е.В. Исследование модифицирующей роли полиморфизма митохондриальной ДНК в манифестации синдрома Бругада // Альманах клинической медицины. 2019;47(1):66–71. doi:10.18786/2072-0505-2019-47-007.

Голубенко М.В., Салахов Р.Р., Цепокина А.В., Афанасьев С.А., Муслимова Э.Ф., Реброва Т.Ю., Арчаков Е.А., Борисова Е.В., Баталов Р.Е., Максимов В.Н., Иванова А.А., Гуражева А.А., Орлов П.С., Бабушкина Н.П., Зарубин А.А., Понасенко А.В., Назаренко М.С., Пузырев В.П. ИЗМЕНЧИВОСТЬ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМА ПРИ ВНЕЗАПНОЙ СЕРДЕЧНОЙ СМЕРТИ. Медицинская генетика. 2020. Т. 19. № 5 (214). С. 31-32.

Панов А.В., Голубенко М.В., Даренская М.А., Колесников С.И. Происхождение митохондрий и их роль в эволюции жизни и здоровья человека. Acta Biomedica Scientifica, 2020, Vol. 5, N 5. С.12-25.

Салахов Р.Р., Голубенко М.В., Павлюкова Е.Н., Марков А.В., Бабушкина Н.П., Канев А.Ф., Валиахметов Н.Р., Назаренко М.С. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МОНОМОЛЕКУЛЯРНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ ДЛЯ ДНК-ДИАГНОСТИКИ ГИПЕРТРОФИЧЕСКОЙ КАРДИОМИОПАТИИ. Медицинская генетика. 2020. Т. 19. № 5 (214). С. 9-10.

Афанасьев С.А., Муслимова Э.Ф., Реброва Т.Ю., Цапко Л.П., Керчева М.А., Голубенко М.В. Особенности функционального состояния митохондрий лейкоцитов периферической крови пациентов с острым инфарктом миокарда. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2020. Т. 169. № 4. С. 416-418.

Golubenko M, Mikhailov V, Rusinova V, Shestak A, Zaklyazminskaya E. Lack of association between mitochondrial DNA haplogroups J and T and clinical manifestation in Russian patients with Brugada syndrome. Biomed Rep. 2020 Sep;13(3):16. doi: 10.3892/br.2020.1324. Epub 2020 Jul 2.

Салахов Р.Р., Голубенко М.В., Павлюкова Е.Н., Кучер А.Н., Бабушкина Н.П., Валиахметов Н.Р., Марков А.В., Беляева Е.О., Канев А.Ф., Назаренко М.С. Опыт молекулярно-генетической диагностики гипертрофической кардиомиопатии с использованием нанопорового секвенирования ДНК. Российский кардиологический журнал. 2021;26(10):4673. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4673

Голубенко М.В., Шумакова Т.В., Макеева О.А., Тарасенко Н.В., Салахов Р.Р., Шипулин В.М., Назаренко М.С. Полиморфизм митохондриальной ДНК и ишемия миокарда: ассоциация гаплогруппы Н с сердечной недостаточностью. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2021. № 4.

Салахов Р.Р., Голубенко М.В., Павлюкова Е.Н., Марков А.В., Бабушкина Н.П., Канев А.Ф., Валиахметов Н.Р., Назаренко М.С. Применение технологии мономолекулярного секвенирования для ДНК-диагностики гипертрофической кардиомиопатии // Медицинская генетика. – 2020. – Т. 19. – № 5 (214). – С. 9-10.