test/jalview/io/vcf/VCFLoaderTest.java

   1 package jalview.io.vcf;
   2
   3 import static org.testng.Assert.assertEquals;
   4
   5 import jalview.datamodel.AlignmentI;
   6 import jalview.datamodel.DBRefEntry;
   7 import jalview.datamodel.GeneLoci;
   8 import jalview.datamodel.Mapping;
   9 import jalview.datamodel.Sequence;
  10 import jalview.datamodel.SequenceFeature;
  11 import jalview.datamodel.SequenceI;
  12 import jalview.gui.AlignFrame;
  13 import jalview.io.DataSourceType;
  14 import jalview.io.FileLoader;
  15 import jalview.io.gff.Gff3Helper;
  16 import jalview.io.gff.SequenceOntologyI;
  17 import jalview.util.MapList;
  18
  19 import java.io.File;
  20 import java.io.IOException;
  21 import java.io.PrintWriter;
  22 import java.util.Arrays;
  23 import java.util.List;
  24
  25 import org.testng.annotations.Test;
  26
  27 public class VCFLoaderTest
  28 {
  29   // columns 9717- of gene P30419 from Ensembl (modified)
  30   private static final String FASTA = ">ENSG00000136448/1-25 chromosome:GRCh38:17:45051610:45051634:1\n"
  31           + "CAAGCTGGCGGACGAGAGTGTGACA\n"
  32           // and a 'made up' mini-transcript with two exons
  33           + ">ENST00000592782/1-18\n--AGCTGGCG----AGAGTGTGAC-\n";
  34
  35   private static final String[] VCF = { "##fileformat=VCFv4.2",
  36       "##INFO=<ID=AF,Number=A,Type=Float,Description=\"Allele Frequency, for each ALT allele, in the same order as listed\">",
  37       "##reference=GRCh38",
  38       "#CHROM\tPOS\tID\tREF\tALT\tQUAL\tFILTER\tINFO",
  39       // SNP A/T in position 2 of gene sequence (precedes transcript)
  40       "17\t45051611\t.\tA\tT\t1666.64\tRF\tAC=15;AF=5.08130e-03",
  41       // SNP G/C in position 4 of gene sequence, position 2 of transcript
  42       // this is a mixed variant, the insertion G/GA is not transferred
  43       "17\t45051613\t.\tG\tGA,C\t1666.64\tRF\tAC=15;AF=3.08130e-03" };
  44
  45   @Test(groups = "Functional")
  46   public void testLoadVCF() throws IOException
  47   {
  48     AlignmentI al = buildAlignment();
  49     VCFLoader loader = new VCFLoader(al);
  50
  51     File f = makeVcf();
  52
  53     loader.loadVCF(f.getPath(), null);
  54
  55     /*
  56      * verify variant feature(s) added to gene
  57      */
  58     List<SequenceFeature> geneFeatures = al.getSequenceAt(0).findFeatures(
  59             2, 2);
  60     assertEquals(geneFeatures.size(), 1);
  61     SequenceFeature sf = geneFeatures.get(0);
  62     assertEquals(sf.getFeatureGroup(), "VCF");
  63     assertEquals(sf.getType(), SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT);
  64     assertEquals(sf.getScore(), 5.08130e-03, 0.000001f);
  65     assertEquals("A,T", sf.getValue(Gff3Helper.ALLELES));
  66
  67     /*
  68      * verify variant feature(s) added to transcript
  69      */
  70     List<SequenceFeature> transcriptFeatures = al.getSequenceAt(1)
  71             .findFeatures(4, 4);
  72     assertEquals(transcriptFeatures.size(), 1);
  73     sf = transcriptFeatures.get(0);
  74     assertEquals(sf.getFeatureGroup(), "VCF");
  75     assertEquals(sf.getType(), SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT);
  76     assertEquals(sf.getScore(), 3.08130e-03, 0.000001f);
  77     assertEquals("G,C", sf.getValue(Gff3Helper.ALLELES));
  78
  79     /*
  80      * verify variant feature(s) computed and added to protein
  81      * first codon AGC varies to ACC giving S/T
  82      */
  83     SequenceI peptide = al.getSequenceAt(1)
  84             .getDBRefs()[0].getMap().getTo();
  85     List<SequenceFeature> proteinFeatures = peptide.findFeatures(1, 6);
  86     assertEquals(proteinFeatures.size(), 1);
  87     sf = proteinFeatures.get(0);
  88     assertEquals(sf.getFeatureGroup(), "VCF");
  89     assertEquals(sf.getBegin(), 2);
  90     assertEquals(sf.getEnd(), 2);
  91     assertEquals(sf.getType(), SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT);
  92     assertEquals(sf.getDescription(), "p.Ser1Thr");
  93   }
  94
  95   private File makeVcf() throws IOException
  96   {
  97     File f = File.createTempFile("Test", ".vcf");
  98     f.deleteOnExit();
  99     PrintWriter pw = new PrintWriter(f);
 100     for (String vcfLine : VCF)
 101     {
 102       pw.println(vcfLine);
 103     }
 104     pw.close();
 105     return f;
 106   }
 107
 108   /**
 109    * Make a simple alignment with one 'gene' and one 'transcript'
 110    *
 111    * @return
 112    */
 113   private AlignmentI buildAlignment()
 114   {
 115     AlignFrame af = new FileLoader().LoadFileWaitTillLoaded(FASTA,
 116             DataSourceType.PASTE);
 117
 118     /*
 119      * map gene sequence to chromosome (normally done when the sequence is fetched
 120      * from Ensembl and transcripts computed)
 121      */
 122     AlignmentI alignment = af.getViewport().getAlignment();
 123     int[][] to = new int[][] { new int[] { 45051610, 45051634 } };
 124     List<int[]> toRanges = Arrays.asList(to);
 125     SequenceI gene = alignment.getSequenceAt(0);
 126     List<int[]> fromRanges = Arrays.asList(new int[][] { new int[] {
 127         gene.getStart(), gene.getEnd() } });
 128     ((Sequence) gene).setGeneLoci(new GeneLoci("human", "GRCh38", "17",
 129             new MapList(fromRanges, toRanges, 1, 1)));
 130
 131     /*
 132      * map 'transcript' to chromosome via 'gene'
 133      * transcript/1-18 is gene/3-10,15-24
 134      * which is chromosome 45051612-45051619,45051624-45051633
 135      */
 136     to = new int[][] { new int[] { 45051612, 45051619 },
 137         new int[] { 45051624, 45051633 } };
 138     toRanges = Arrays.asList(to);
 139     SequenceI transcript = alignment.getSequenceAt(1);
 140     fromRanges = Arrays.asList(new int[][] { new int[] {
 141         transcript.getStart(), transcript.getEnd() } });
 142     ((Sequence) transcript).setGeneLoci(new GeneLoci("human", "GRCh38",
 143             "17", new MapList(fromRanges, toRanges, 1, 1)));
 144
 145     /*
 146      * add a protein product as a DBRef on the transcript
 147      */
 148     SequenceI peptide = new Sequence("ENSP001", "SWRECD");
 149     MapList mapList = new MapList(new int[] { 1, 18 }, new int[] { 1, 6 },
 150             3, 1);
 151     Mapping map = new Mapping(peptide, mapList);
 152     DBRefEntry product = new DBRefEntry("", "", "ENSP001", map);
 153     transcript.addDBRef(product);
 154
 155     return alignment;
 156   }
 157
 158   @Test(groups = "Functional")
 159   public void testLoadVCF_reverseStrand() throws IOException
 160   {
 161     // TODO a test with reverse strand mapping of
 162     // gene and transcript to chromosome
 163   }
 164 }