Abstract In addition to canonical photoreception by the eye, many other organs express non-visual photoreceptors although their biological significance is mostly unknown. Here, we discovered a novel phenomenon in which the pituitary of medaka directly receives light, which induces hormone release. Ca 2+ imaging analysis revealed that a melanotroph, a pituitary endocrine cell secreting melanocyte-stimulating hormone (MSH), robustly increases [Ca 2+ ] i during short-wavelength light irradiation. Moreover, we identified Opn5m as the key molecule of this mechanism. The significance of this phenomenon was suggested to be involved in UV protection because knockout of opn5m significantly reduced the expression of tyrosinase , the rate-limiting enzyme for melanogenesis, in the skin. These results suggest a novel mechanism in which direct reception of short-wavelength light by pituitary endocrine cells triggers the pathway to enhance UV protection. One-Sentence Summary An endocrine cell of the pituitary was proven to be a photoreceptive cell that enables autonomous hormone release.

The recent discovery of nonvisual photoreceptors in various organs has raised expectations for uncovering their roles and underlying mechanisms. In this work, we identified a previously unrecognized hormone-releasing mechanism in the pituitary of the Japanese rice fish (medaka) induced by light. Ca 2+ imaging analysis revealed that melanotrophs, a type of pituitary endocrine cell that secretes melanocyte-stimulating hormone, robustly increase the concentration of intracellular Ca 2+ during short-wavelength light exposure. Moreover, we identified Opn5m as the key molecule that drives this response. Knocking out opn5m attenuated melanogenesis by reducing tyrosinase expression in the skin. Our findings suggest a mechanism in which direct reception of short-wavelength light by pituitary melanotrophs triggers a pathway that might contribute to protection from ultraviolet radiation in medaka.