Sinh học bệnh trầm cảm
Di truyền

Mỗi bộ phận của cơ thể người, kể từ cái móng chân cho đến bộ não đều được hình thành và kiểm soát bởi các gen. Các gen này của người con nhận từ bố và mẹ, ngoài ra lại còn có thể "sai lệch" đi do tái tổ hợp tương đồng hoặc tái tổ hợp không tương đồng và đột biến.
Trong quá trình phát triển cá thể, kể từ bào thai trong bụng mẹ cho đến khi sinh ra và trưởng thành, bộ gen mà người con đã có này còn chịu sự điều hoà gen rất phức tạp, lúc được "bật" lúc lại bị "tắt", đồng thời còn tương tác với môi trường.
Bởi thế, nghiên cứu về mặt bệnh học trên quan điểm của Di truyền học, người ta đoan chắc rằng bệnh có liên quan đến gen. Nếu gen tạo ra sản phẩm (chủ yếu là prôtêin) phù hợp vào đúng thời điểm thì cơ thể bình thường. Nhưng nếu các gen bị "sai lệch", thì rõ ràng là nó có thể thay đổi sinh học của người theo cách nào đó, khiến tâm trạng người bệnh không ổn định. Thêm vào đó, các căng thẳng (stress) còn có thể làm cho tinh thần con người bị mất cân bằng.
Do đó, theo hướng này, các nhà nghiên cứu thường nhìn vào gia đình người bệnh. Chẳng hạn, tới 50% số những người mắc bệnh rối loạn lưỡng cực (bipolar disorder) có một người cùng dòng máu bị bệnh như vậy hoặc tương tự. Các nghiên cứu về những cặp đồng sinh cùng trứng cho thấy nếu một người bị bệnh, thì 60% đến 80% số người anh/chị/em cùng sinh cũng bị.
Tuy nhiên, trong một thời gian dài các nhà nghiên cứu vẫn chưa phát hiện ra "thủ phạm". Một nghiên cứu nghiên cứu năm 2003 đã đề xuất rằng tương tác giữa gen "x" (nào đó, gọi tắt Gx) với môi trường ngoài (E) gọi chung là tương quan GxE có thể giải thích tại sao cơn "sốc" tinh thần là một yếu tố dự báo cho các cơn trầm cảm ở một số cá nhân, chứ không phải ở tất cả những người bị "sốc" như thế. Gen "x" này được giả thuyết là dạng alen có đột biến ở vùng khởi động (promoter) liên kết vận chuyển sêrôtônin (hình 2), gọi là vùng 5'HTTLPR.  Tuy nhiên, đến năm 2016 thì kết quả phân tích cho biết chỉ có 3/5 mẫu phân tích là đáng tin cậy.
Khá gần đây có giả thuyết cho rằng yếu tố thần kinh nguồn gốc từ não (Brain-Derived Neurotrophic Factor, gọi tắt là BDNF) là một prôtêin mã hóa bởi gen cùng tên (gen BDNF) là "thủ phạm". Bởi vì BDNF rất đa hình và việc cơ thể giảm sản xuất BDNF liên quan nhiều tới tự tử của người trầm cảm. Nhưng một số nhà khoa học cho rằng "mô hình BDNF" của trầm cảm còn quá đơn giản. Bởi thế, một số người khác tìm kiếm theo phương hướng epistasis hay tương tác gen trong cả con đường BDNF và con đường GxE liên quan đến sêrôtônin; trong đó họ dự đoán alen B66F Val66Met có giảm phản ứng sêrôtônin, và đã tìm thấy một số người bệnh có alen 5-HTTLPR ngắn hơn bình thường.
Một hướng khác cũng liên quan đến lỗi của gen cho rằng các gen mã hoá thụ thể 5-HTT và 5-HT2A bị biến đổi, làm người bệnh tiếp nhận chất trung gian thần kinh khác thường. Một nghiên cứu GWAS (Nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể) vào năm 2015 ở phụ nữ Hán tại lục địa Trung Quốc đã xác định hai biến thể ở các vùng intrôn gần SIRT1 và LHPP có thể liên quan nhiều. Tóm lại, về mặt Di truyền học, bệnh trầm cảm thường được phát sinh ở những người có các biến đổi ở một hay nhiều alen liên quan đến sự sản sinh, vận chuyển và tiếp nhận chất dẫn truyền thần kinh.