La malattia dipende da una mutazione del gene SLC6A19, ereditata dai genitori con modalità autosomica recessiva. Il gene coinvolto è deputato alla sintesi di un trasportatore di membrana detto B0AT1, localizzato nelle cellule dell'intestino tenue (in particolare del digiuno) e del tubulo renale, responsabile del trasporto all'interno della cellula degli aminoacidi neutri, ovvero privi di carica elettrica a pH fisiologico. In questo gruppo rientra la maggior parte degli aminoacidi definiti essenziali, cioè non sintetizzabili dall'organismo.