Depuis 2003, des scientifiques français et américains ont identifié le gène lamineA sur le chromosome 1 responsable du vieillissement prématuré des personnes atteintes. On observe chez les malades une mutation ponctuelle de substitution remplaçant une molécule de cytosine par une molécule de thymine en position 1824 dans le gène LMNA. La lamine A est une protéine structurale de la matrice nucléaire, qui sous forme de pré-lamine A se trouve dans l'enveloppe nucléaire, avant d'être clivée en lamine A qui diffuse dans le noyau cellulaire. Dans la forme mutée, la lamine A perd une cinquantaine d'acides aminés pour devenir une « progérine » qui ne peut migrer dans le noyau cellulaire : elle reste attachée à la membrane nucléaire, entraînant sa déformation et l'adhésion de la chromatine à cette dernière.
Le mécanisme précis entraînant le vieillissement prématuré reste cependant à élucider.
On peut par contre déjà dire que le mécanisme défectueux dans la progeria n'est pas une exacerbation d'un processus de vieillissement normal, mais un mécanisme qui semble complètement différent.
Il existe plusieurs souches de souris ayant une maladie proche de la progeria humaine, comportant soit une mutation sur le gène LMNA, soit une mutation sur le gène Zmpste24 empêchant le détachement de la lamine de la membrane nucléaire.