2001年，Nozakiらによる日本の血族血統のhomozygosity mappingでHartnup障害のバンド5p15への連鎖が証明された． 5p15の遺伝子調査から，神経伝達物質，浸透圧物質，アミノ酸のトランスポーターであるSLC6ファミリーのメンバーが数人判明し，オーストラリア7家族の連鎖解析から，SLC6A18とSLC6A19を含む5p15.33上の7cMに領域を絞り込んでいる。 マウスSLC6A19遺伝子のクローニングと発現により、このトランスポーターがアミノ酸輸送系B0 AT1 のすべての特性を有することが示された。 ハートナップ病の動物モデルでは、SLC6A19（B0 AT1）トランスポーター欠損マウスで一般的な中性アミノ酸尿が観察され、体重も減少したことから、最適な成長と体重調節において上皮性アミノ酸の取り込みが不可欠であることが示されました。

ヒトのSLC6A19遺伝子は、2004年に2つの研究グループによって独立にクローニングされました。 これはマウスのトランスポーターと同じ性質と発現パターンを持っている。 両研究ともSLC6A19の変異がハートナップ障害と関連していることを示した。 病気の発現には2つの輸送障害変異が必要であることから、劣性遺伝であることが確認された。

現在、Hartnup障害の患者にはSLC6A19の17の変異が報告されている。 調査したすべてのHartnup障害の患者において，2つの変異したSLC6A19の対立遺伝子が見つかり，劣性遺伝の様式が確認された。 最初の研究でSLC6A19の変異が見つからなかった家族の再解析では、異なる対立遺伝子に変異が存在することが明らかになった。 このように、これまでに研究されたすべての家族において、障害の遺伝的異質性を証明することなく、SLC6A19における対立遺伝子の異質性が見いだされたのである。 ハートナップ障害で最も多い変異はc.517G→Aで、アミノ酸置換p.D173Nとなり、患者の43%に認められる。 .

SLC6A19遺伝子のエクソン6にc.850G→Aという新規変異が，ハートナップ障害の典型的な臨床的特徴を持つ中国人家族で報告された。 また、9歳でハートナップ病と診断された後、ペラグラ様皮膚病変を発症した遅発性てんかんの6歳の患者にもSLC6A19遺伝子の変異が認められ、表現型だけでなく対立遺伝子も異種であることが確認された。

D173N対立遺伝子の起源を調査した結果，集団における対立遺伝子頻度は0.004，ヘテロ接合体頻度はヨーロッパ系の健常者122人に1人と推定された。 D173N対立遺伝子を取り囲む単一のコアハプロタイプが発見されたことから、この突然変異は観察されたすべての症例で家系的に同一であることが示唆された；したがって、これは再発突然変異の結果ではない。 対立遺伝子の年齢を推定すると、この対立遺伝子は1000年以上前に発生したことがわかる。

中性アミノ酸輸送体SLC6A19（B0 AT1）をコードするSLC6A19遺伝子の変異は、小腸と尿細管における中性（つまりモノアミノモノカルボン酸）アミノ酸の輸送障害を引き起こす。 B0 AT1トランスポーターは、ナトリウム依存性、塩化物非依存性で、すべての中性アミノ酸を以下の順序で輸送する。 Leu=Val=Ile=Met -> Gln=Phe=Ala=Ser=Cys=Thr -> His=Trp=Tyr=Pro=Glyの順で輸送される。 B0 AT1は腎臓と腸に多く存在するようだが、皮膚での発現配列タグが報告されている。 .

SLC6A19（B0 AT1）の発現と機能は、ブラシボーダーのアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）と、最近SLC6A19の強力な刺激因子として示された血清とグルココルチコイド誘導性のキナーゼSGK1〜3で制御されている。 SLC6A19の他の制御機構は不明である。 ハートナップ病やシスチン尿症では、腸管ペプチドトランスポーター（PEPT1）が、腸管上皮からのアミノ酸輸送の減少を補うために必須であるように思われる。

トリプトファンはこのトランスポーターによってかなり非効率的に輸送されるが、ハートナップ病の非腎症状の発現における重要な基質のひとつであると考えられている。 トリプトファンは肝臓でナイアシンに変換され、ヒトのニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADPH）合成の約半分はトリプトファンを介して生成されている。 そのため、トリプトファンとナイアシンの欠乏は、同様の症状を引き起こす。 また、ハートナップ障害の人の症状は、ニコチン酸の補給にすぐに反応する。

アミノ酸は腸管内腔に留まり、細菌によって中枢神経系に毒性のあるインドール化合物に変換される。 トリプトファンは、腸内でインドールに変換される。 吸収後、インドールは肝臓で3-ヒドロキシインドール（すなわちインドキシル、インディカン）に変換され、硫酸カリウムまたはグルクロン酸で抱合される。 その後、腎臓に運ばれて排泄される（つまり、インジカン尿）。 キヌレニンやセロトニンなど、他のトリプトファン分解物も尿中に排泄される。 尿細管での腎輸送もまた欠損しており、総アミノ 酸尿症に寄与している。 中性アミノ酸は糞便中にも含まれる。

ペプチドの再吸収は、Hartnup障害を持つ人のアミノ酸輸送の欠如を部分的に補う可能性があり、したがって表現型の多様性は広く、これは多くの要因に起因すると考えられる：再吸収の差、対立遺伝子および遺伝子の不均一性、修飾遺伝子および食事摂取量である。 ほとんどの患者は無症状のままであり、環境的または遺伝的要因によってアミノ酸の取り込みが不足しがちな場合にハートナップの表現型が明らかになることが示唆されている。 OakleyとWallaceは、成人において、長期間の授乳と身体活動の増加の後に初めて症状が出現したハートナップ病の症例を報告した。