src/jalview/ext/ensembl/EnsemblLookup.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
   3  * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
   4  *
   5  * This file is part of Jalview.
   6  *
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   9  * as published by the Free Software Foundation, either version 3
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  11  *
  12  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  20  */
  21 package jalview.ext.ensembl;
  22
  23 import jalview.bin.Cache;
  24 import jalview.datamodel.AlignmentI;
  25 import jalview.datamodel.GeneLociI;
  26 import jalview.util.MapList;
  27
  28 import java.io.BufferedReader;
  29 import java.io.IOException;
  30 import java.net.MalformedURLException;
  31 import java.net.URL;
  32 import java.util.Arrays;
  33 import java.util.Collections;
  34 import java.util.List;
  35
  36 import org.json.simple.JSONObject;
  37 import org.json.simple.parser.JSONParser;
  38 import org.json.simple.parser.ParseException;
  39
  40 /**
  41  * A client for the Ensembl /lookup REST endpoint, used to find the gene
  42  * identifier given a gene, transcript or protein identifier, or to extract the
  43  * species or chromosomal coordinates from the same service response
  44  *
  45  * @author gmcarstairs
  46  */
  47 public class EnsemblLookup extends EnsemblRestClient
  48 {
  49   private static final String SPECIES = "species";
  50
  51   /**
  52    * Default constructor (to use rest.ensembl.org)
  53    */
  54   public EnsemblLookup()
  55   {
  56     super();
  57   }
  58
  59   /**
  60    * Constructor given the target domain to fetch data from
  61    *
  62    * @param
  63    */
  64   public EnsemblLookup(String d)
  65   {
  66     super(d);
  67   }
  68
  69   @Override
  70   public String getDbName()
  71   {
  72     return "ENSEMBL";
  73   }
  74
  75   @Override
  76   public AlignmentI getSequenceRecords(String queries) throws Exception
  77   {
  78     return null;
  79   }
  80
  81   @Override
  82   protected URL getUrl(List<String> ids) throws MalformedURLException
  83   {
  84     String identifier = ids.get(0);
  85     return getUrl(identifier, null);
  86   }
  87
  88   /**
  89    * Gets the url for lookup of the given identifier, optionally with objectType
  90    * also specified in the request
  91    *
  92    * @param identifier
  93    * @param objectType
  94    * @return
  95    */
  96   protected URL getUrl(String identifier, String objectType)
  97   {
  98     String url = getDomain() + "/lookup/id/" + identifier
  99             + CONTENT_TYPE_JSON;
 100     if (objectType != null)
 101     {
 102       url += "&" + OBJECT_TYPE + "=" + objectType;
 103     }
 104
 105     try
 106     {
 107       return new URL(url);
 108     } catch (MalformedURLException e)
 109     {
 110       return null;
 111     }
 112   }
 113
 114   @Override
 115   protected boolean useGetRequest()
 116   {
 117     return true;
 118   }
 119
 120   /**
 121    * Returns the gene id related to the given identifier (which may be for a
 122    * gene, transcript or protein), or null if none is found
 123    *
 124    * @param identifier
 125    * @return
 126    */
 127   public String getGeneId(String identifier)
 128   {
 129     return getGeneId(identifier, null);
 130   }
 131
 132   /**
 133    * Returns the gene id related to the given identifier (which may be for a
 134    * gene, transcript or protein), or null if none is found
 135    *
 136    * @param identifier
 137    * @param objectType
 138    * @return
 139    */
 140   public String getGeneId(String identifier, String objectType)
 141   {
 142     return parseGeneId(getResult(identifier, objectType));
 143   }
 144
 145   /**
 146    * Parses the JSON response and returns the gene identifier, or null if not
 147    * found. If the returned object_type is Gene, returns the id, if Transcript
 148    * returns the Parent. If it is Translation (peptide identifier), then the
 149    * Parent is the transcript identifier, so we redo the search with this value.
 150    *
 151    * @param br
 152    * @return
 153    */
 154   protected String parseGeneId(JSONObject val)
 155   {
 156     if (val == null)
 157     {
 158       return null;
 159     }
 160     String geneId = null;
 161     String type = val.get(OBJECT_TYPE).toString();
 162     if (OBJECT_TYPE_GENE.equalsIgnoreCase(type))
 163     {
 164       // got the gene - just returns its id
 165       geneId = val.get(JSON_ID).toString();
 166     }
 167     else if (OBJECT_TYPE_TRANSCRIPT.equalsIgnoreCase(type))
 168     {
 169       // got the transcript - return its (Gene) Parent
 170       geneId = val.get(PARENT).toString();
 171     }
 172     else if (OBJECT_TYPE_TRANSLATION.equalsIgnoreCase(type))
 173     {
 174       // got the protein - get its Parent, restricted to type Transcript
 175       String transcriptId = val.get(PARENT).toString();
 176       geneId = getGeneId(transcriptId, OBJECT_TYPE_TRANSCRIPT);
 177     }
 178
 179     return geneId;
 180   }
 181
 182   /**
 183    * Calls the Ensembl lookup REST endpoint and retrieves the 'species' for the
 184    * given identifier, or null if not found
 185    *
 186    * @param identifier
 187    * @return
 188    */
 189   public String getSpecies(String identifier)
 190   {
 191     String species = null;
 192     JSONObject json = getResult(identifier, null);
 193     if (json != null)
 194     {
 195       Object o = json.get(SPECIES);
 196       if (o != null)
 197       {
 198         species = o.toString();
 199       }
 200     }
 201     return species;
 202   }
 203
 204   /**
 205    * Calls the /lookup/id rest service and returns the response as a JSONObject,
 206    * or null if any error
 207    *
 208    * @param identifier
 209    * @param objectType
 210    *          (optional)
 211    * @return
 212    */
 213   protected JSONObject getResult(String identifier, String objectType)
 214   {
 215     List<String> ids = Arrays.asList(new String[] { identifier });
 216
 217     BufferedReader br = null;
 218     try
 219     {
 220       URL url = getUrl(identifier, objectType);
 221
 222       if (url != null)
 223       {
 224         br = getHttpResponse(url, ids);
 225       }
 226       return br == null ? null : (JSONObject) (new JSONParser().parse(br));
 227     } catch (IOException | ParseException e)
 228     {
 229       System.err.println("Error parsing " + identifier + " lookup response "
 230               + e.getMessage());
 231       return null;
 232     } finally
 233     {
 234       if (br != null)
 235       {
 236         try
 237         {
 238           br.close();
 239         } catch (IOException e)
 240         {
 241           // ignore
 242         }
 243       }
 244     }
 245   }
 246
 247   /**
 248    * Calls the /lookup/id rest service for the given id, and if successful,
 249    * parses and returns the gene's chromosomal coordinates
 250    *
 251    * @param geneId
 252    * @return
 253    */
 254   public GeneLociI getGeneLoci(String geneId)
 255   {
 256     return parseGeneLoci(getResult(geneId, OBJECT_TYPE_GENE));
 257   }
 258
 259   /**
 260    * Parses the /lookup/id response for species, asssembly_name,
 261    * seq_region_name, start, end and returns an object that wraps them, or null
 262    * if unsuccessful
 263    *
 264    * @param json
 265    * @return
 266    */
 267   GeneLociI parseGeneLoci(JSONObject json)
 268   {
 269     if (json == null)
 270     {
 271       return null;
 272     }
 273
 274     try
 275     {
 276       final String species = json.get("species").toString();
 277       final String assembly = json.get("assembly_name").toString();
 278       final String chromosome = json.get("seq_region_name").toString();
 279       String strand = json.get("strand").toString();
 280       int start = Integer.parseInt(json.get("start").toString());
 281       int end = Integer.parseInt(json.get("end").toString());
 282       int fromEnd = end - start + 1;
 283       boolean reverseStrand = "-1".equals(strand);
 284       int toStart = reverseStrand ? end : start;
 285       int toEnd = reverseStrand ? start : end;
 286       List<int[]> fromRange = Collections.singletonList(new int[] { 1,
 287           fromEnd });
 288       List<int[]> toRange = Collections.singletonList(new int[] { toStart,
 289           toEnd });
 290       final MapList map = new MapList(fromRange, toRange, 1, 1);
 291       return new GeneLociI()
 292       {
 293
 294         @Override
 295         public String getSpeciesId()
 296         {
 297           return species == null ? "" : species;
 298         }
 299
 300         @Override
 301         public String getAssemblyId()
 302         {
 303           return assembly;
 304         }
 305
 306         @Override
 307         public String getChromosomeId()
 308         {
 309           return chromosome;
 310         }
 311
 312         @Override
 313         public MapList getMap()
 314         {
 315           return map;
 316         }
 317       };
 318     } catch (NullPointerException | NumberFormatException e)
 319     {
 320       Cache.log.error("Error looking up gene loci: " + e.getMessage());
 321       e.printStackTrace();
 322     }
 323     return null;
 324   }
 325
 326 }