JAL-1705 further unit tests
[jalview.git] / src / jalview / ext / ensembl / EnsemblSeqProxy.java
index 137c9b0..b2804f2 100644 (file)
 package jalview.ext.ensembl;
 
+import jalview.analysis.AlignmentUtils;
+import jalview.datamodel.Alignment;
 import jalview.datamodel.AlignmentI;
+import jalview.datamodel.DBRefEntry;
 import jalview.datamodel.DBRefSource;
+import jalview.datamodel.Mapping;
+import jalview.datamodel.SequenceFeature;
 import jalview.datamodel.SequenceI;
 import jalview.exceptions.JalviewException;
-import jalview.ext.ensembl.SeqFetcher.EnsemblSeqType;
 import jalview.io.FastaFile;
 import jalview.io.FileParse;
+import jalview.io.gff.SequenceOntologyFactory;
+import jalview.io.gff.SequenceOntologyI;
+import jalview.schemes.ResidueProperties;
 import jalview.util.DBRefUtils;
-import jalview.ws.seqfetcher.DbSourceProxy;
-import jalview.ws.seqfetcher.DbSourceProxyImpl;
+import jalview.util.MapList;
+import jalview.util.MappingUtils;
+import jalview.util.StringUtils;
 
+import java.io.IOException;
+import java.net.MalformedURLException;
+import java.net.URL;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Arrays;
+import java.util.Collections;
+import java.util.Comparator;
+import java.util.LinkedHashMap;
 import java.util.List;
+import java.util.Map.Entry;
 
-import com.stevesoft.pat.Regex;
-
-public abstract class EnsemblSeqProxy extends DbSourceProxyImpl implements
-        DbSourceProxy
+/**
+ * Base class for Ensembl sequence fetchers
+ * 
+ * @author gmcarstairs
+ */
+public abstract class EnsemblSeqProxy extends EnsemblRestClient
 {
-  SeqFetcher sf;
+  private static final List<String> CROSS_REFERENCES = Arrays
+          .asList(new String[] { "CCDS" });
+
+  protected static final String CONSEQUENCE_TYPE = "consequence_type";
+
+  protected static final String PARENT = "Parent";
+
+  protected static final String ID = "ID";
+
+  protected static final String NAME = "Name";
+
+  public enum EnsemblSeqType
+  {
+    /**
+     * type=genomic for the full dna including introns
+     */
+    GENOMIC("genomic"),
+
+    /**
+     * type=cdna for transcribed dna including UTRs
+     */
+    CDNA("cdna"),
+
+    /**
+     * type=cds for coding dna excluding UTRs
+     */
+    CDS("cds"),
+
+    /**
+     * type=protein for the peptide product sequence
+     */
+    PROTEIN("protein");
+
+    /*
+     * the value of the 'type' parameter to fetch this version of 
+     * an Ensembl sequence
+     */
+    private String type;
+
+    EnsemblSeqType(String t)
+    {
+      type = t;
+    }
+
+    public String getType()
+    {
+      return type;
+    }
+
+  }
+
+  /**
+   * A comparator to sort ranges into ascending start position order
+   */
+  private class RangeSorter implements Comparator<int[]>
+  {
+    boolean forwards;
+
+    RangeSorter(boolean forward)
+    {
+      forwards = forward;
+    }
 
-  public EnsemblSeqProxy() throws Exception
+    @Override
+    public int compare(int[] o1, int[] o2)
+    {
+      return (forwards ? 1 : -1) * Integer.compare(o1[0], o2[0]);
+    }
+
+  }
+
+  /**
+   * Constructor
+   */
+  public EnsemblSeqProxy()
   {
-    sf = new SeqFetcher();
-    addDbSourceProperty(DBRefSource.MULTIACC);
-    addDbSourceProperty(DBRefSource.SEQDB);
-    // decide whether these need to be filtered according to return type
-    addDbSourceProperty(DBRefSource.PROTSEQDB);
-    addDbSourceProperty(DBRefSource.DNACODINGSEQDB);
-    addDbSourceProperty(DBRefSource.DNASEQDB);
   }
 
+  /**
+   * Makes the sequence queries to Ensembl's REST service and returns an
+   * alignment consisting of the returned sequences.
+   */
   @Override
-  public String getDbSource()
+  public AlignmentI getSequenceRecords(String query) throws Exception
+  {
+    // TODO use a String... query vararg instead?
+
+    // danger: accession separator used as a regex here, a string elsewhere
+    // in this case it is ok (it is just a space), but (e.g.) '\' would not be
+    List<String> allIds = Arrays.asList(query
+            .split(getAccessionSeparator()));
+    AlignmentI alignment = null;
+    inProgress = true;
+
+    /*
+     * execute queries, if necessary in batches of the
+     * maximum allowed number of ids
+     */
+    int maxQueryCount = getMaximumQueryCount();
+    for (int v = 0, vSize = allIds.size(); v < vSize; v += maxQueryCount)
+    {
+      int p = Math.min(vSize, v + maxQueryCount);
+      List<String> ids = allIds.subList(v, p);
+      try
+      {
+        alignment = fetchSequences(ids, alignment);
+      } catch (Throwable r)
+      {
+        inProgress = false;
+        String msg = "Aborting ID retrieval after " + v
+                + " chunks. Unexpected problem (" + r.getLocalizedMessage()
+                + ")";
+        System.err.println(msg);
+        break;
+        // if (alignment != null)
+        // {
+        // break; // return what we got
+        // }
+        // else
+        // {
+        // throw new JalviewException(msg, r);
+        // }
+      }
+    }
+
+    /*
+     * fetch and transfer genomic sequence features,
+     * fetch protein product and add as cross-reference
+     */
+    for (String accId : allIds)
+    {
+      addFeaturesAndProduct(accId, alignment);
+    }
+
+    for (SequenceI seq : alignment.getSequences())
+    {
+      getCrossReferences(seq);
+    }
+
+    return alignment;
+  }
+
+  /**
+   * Fetches Ensembl features using the /overlap REST endpoint, and adds them to
+   * the sequence in the alignment. Also fetches the protein product, maps it
+   * from the CDS features of the sequence, and saves it as a cross-reference of
+   * the dna sequence.
+   * 
+   * @param accId
+   * @param alignment
+   */
+  protected void addFeaturesAndProduct(String accId, AlignmentI alignment)
   {
-    return "ENSEMBL";
+    if (alignment == null)
+    {
+      return;
+    }
+
+    try
+    {
+      /*
+       * get 'dummy' genomic sequence with exon, cds and variation features
+       */
+      SequenceI genomicSequence = null;
+      EnsemblOverlap gffFetcher = new EnsemblOverlap();
+      EnsemblFeatureType[] features = getFeaturesToFetch();
+      AlignmentI geneFeatures = gffFetcher.getSequenceRecords(accId,
+              features);
+      if (geneFeatures.getHeight() > 0)
+      {
+        genomicSequence = geneFeatures.getSequenceAt(0);
+      }
+      if (genomicSequence != null)
+      {
+        /*
+         * transfer features to the query sequence
+         */
+        SequenceI querySeq = alignment.findName(accId);
+        if (transferFeatures(accId, genomicSequence, querySeq))
+        {
+
+          /*
+           * fetch and map protein product, and add it as a cross-reference
+           * of the retrieved sequence
+           */
+          addProteinProduct(querySeq);
+        }
+      }
+    } catch (IOException e)
+    {
+      System.err.println("Error transferring Ensembl features: "
+              + e.getMessage());
+    }
   }
 
+  /**
+   * Returns those sequence feature types to fetch from Ensembl. We may want
+   * features either because they are of interest to the user, or as means to
+   * identify the locations of the sequence on the genomic sequence (CDS
+   * features identify CDS, exon features identify cDNA etc).
+   * 
+   * @return
+   */
+  protected abstract EnsemblFeatureType[] getFeaturesToFetch();
+
+  /**
+   * Fetches and maps the protein product, and adds it as a cross-reference of
+   * the retrieved sequence
+   */
+  protected void addProteinProduct(SequenceI querySeq)
+  {
+    String accId = querySeq.getName();
+    try
+    {
+      AlignmentI protein = new EnsemblProtein().getSequenceRecords(accId);
+      if (protein == null || protein.getHeight() == 0)
+      {
+        System.out.println("Failed to retrieve protein for " + accId);
+        return;
+      }
+      SequenceI proteinSeq = protein.getSequenceAt(0);
+
+      /*
+       * need dataset sequences (to be the subject of mappings)
+       */
+      proteinSeq.createDatasetSequence();
+      querySeq.createDatasetSequence();
 
+      MapList mapList = mapCdsToProtein(querySeq, proteinSeq);
+      if (mapList != null)
+      {
+        Mapping map = new Mapping(proteinSeq.getDatasetSequence(), mapList);
+        DBRefEntry dbr = new DBRefEntry(getDbSource(), getDbVersion(),
+                accId, map);
+        querySeq.getDatasetSequence().addDBRef(dbr);
+        
+        /*
+         * compute peptide variants from dna variants and add as 
+         * sequence features on the protein sequence ta-da
+         */
+        computeProteinFeatures(querySeq, proteinSeq, mapList);
+      }
+    } catch (Exception e)
+    {
+      System.err
+              .println(String.format("Error retrieving protein for %s: %s",
+                      accId, e.getMessage()));
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Get Uniprot and PDB xrefs from Ensembl, and attach them to the protein
+   * sequence
+   * 
+   * @param seq
+   */
+  protected void getCrossReferences(SequenceI seq)
+  {
+    while (seq.getDatasetSequence() != null)
+    {
+      seq = seq.getDatasetSequence();
+    }
+
+    EnsemblXref xrefFetcher = new EnsemblXref();
+    List<DBRefEntry> xrefs = xrefFetcher.getCrossReferences(seq.getName(),
+            getCrossReferenceDatabases());
+    for (DBRefEntry xref : xrefs)
+    {
+      seq.addDBRef(xref);
+      /*
+       * Save any Uniprot xref to be the reference for SIFTS mapping
+       */
+      if (DBRefSource.UNIPROT.equals(xref.getSource()))
+      {
+        seq.setSourceDBRef(xref);
+      }
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Returns a list of database names to be used when fetching cross-references.
+   * 
+   * @return
+   */
+  protected List<String> getCrossReferenceDatabases()
+  {
+    return CROSS_REFERENCES;
+  }
+
+  /**
+   * Returns a mapping from dna to protein by inspecting sequence features of
+   * type "CDS" on the dna.
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @param proteinSeq
+   * @return
+   */
+  protected MapList mapCdsToProtein(SequenceI dnaSeq, SequenceI proteinSeq)
+  {
+    List<int[]> ranges = new ArrayList<int[]>(50);
+
+    int mappedDnaLength = getCdsRanges(dnaSeq, ranges);
+
+    int proteinLength = proteinSeq.getLength();
+    List<int[]> proteinRange = new ArrayList<int[]>();
+    int proteinStart = 1;
+
+    /*
+     * incomplete start codon may mean X at start of peptide
+     * we ignore both for mapping purposes
+     */
+    if (proteinSeq.getCharAt(0) == 'X')
+    {
+      proteinStart = 2;
+      proteinLength--;
+    }
+    proteinRange.add(new int[] { proteinStart, proteinLength });
+
+    /*
+     * dna length should map to protein (or protein plus stop codon)
+     */
+    int codesForResidues = mappedDnaLength / 3;
+    if (codesForResidues == proteinLength
+            || codesForResidues == (proteinLength + 1))
+    {
+      return new MapList(ranges, proteinRange, 3, 1);
+    }
+    return null;
+  }
+
+  /**
+   * Adds CDS ranges to the ranges list, and returns the total length mapped
+   * from.
+   * 
+   * No need to worry about reverse strand dna, here since the retrieved
+   * sequence is as transcribed (reverse complement for reverse strand), i.e in
+   * the same sense as the peptide.
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @param ranges
+   * @return
+   */
+  protected int getCdsRanges(SequenceI dnaSeq, List<int[]> ranges)
+  {
+    SequenceFeature[] sfs = dnaSeq.getSequenceFeatures();
+    if (sfs == null)
+    {
+      return 0;
+    }
+    int mappedDnaLength = 0;
+    for (SequenceFeature sf : sfs)
+    {
+      /*
+       * process a CDS feature (or a sub-type of CDS)
+       */
+      if (SequenceOntologyFactory.getInstance().isA(sf.getType(),
+              SequenceOntologyI.CDS))
+      {
+        int phase = 0;
+        try {
+          phase = Integer.parseInt(sf.getPhase());
+        } catch (NumberFormatException e)
+        {
+          // ignore
+        }
+        /*
+         * phase > 0 on first codon means 5' incomplete - skip to the start
+         * of the next codon; example ENST00000496384
+         */
+        int begin = sf.getBegin();
+        int end = sf.getEnd();
+        if (ranges.isEmpty() && phase > 0)
+        {
+          begin += phase;
+          if (begin > end)
+          {
+            continue; // shouldn't happen?
+          }
+        }
+        ranges.add(new int[] { begin, end });
+        mappedDnaLength += Math.abs(end - begin) + 1;
+      }
+    }
+    return mappedDnaLength;
+  }
+
+  /**
+   * Fetches sequences for the list of accession ids and adds them to the
+   * alignment. Returns the extended (or created) alignment.
+   * 
+   * @param ids
+   * @param alignment
+   * @return
+   * @throws JalviewException
+   * @throws IOException
+   */
+  protected AlignmentI fetchSequences(List<String> ids, AlignmentI alignment)
+          throws JalviewException, IOException
+  {
+    if (!isEnsemblAvailable())
+    {
+      inProgress = false;
+      throw new JalviewException("ENSEMBL Rest API not available.");
+    }
+    FileParse fp = getSequenceReader(ids);
+    FastaFile fr = new FastaFile(fp);
+    if (fr.hasWarningMessage())
+    {
+      System.out.println(String.format(
+              "Warning when retrieving %d ids %s\n%s", ids.size(),
+              ids.toString(), fr.getWarningMessage()));
+    }
+    else if (fr.getSeqs().size() != ids.size())
+    {
+      System.out.println(String.format(
+              "Only retrieved %d sequences for %d query strings", fr
+                      .getSeqs().size(), ids.size()));
+    }
+
+    if (fr.getSeqs().size() == 1 && fr.getSeqs().get(0).getLength() == 0)
+    {
+      /*
+       * POST request has returned an empty FASTA file e.g. for invalid id
+       */
+      throw new IOException("No data returned for " + ids);
+    }
+
+    if (fr.getSeqs().size() > 0)
+    {
+      AlignmentI seqal = new Alignment(
+              fr.getSeqsAsArray());
+      for (SequenceI sq:seqal.getSequences())
+      {
+        if (sq.getDescription() == null)
+        {
+          sq.setDescription(getDbName());
+        }
+        String name = sq.getName();
+        if (ids.contains(name)
+                || ids.contains(name.replace("ENSP", "ENST")))
+        {
+          DBRefUtils.parseToDbRef(sq, DBRefSource.ENSEMBL, "0", name);
+        }
+      }
+      if (alignment == null)
+      {
+        alignment = seqal;
+      }
+      else
+      {
+        alignment.append(seqal);
+      }
+    }
+    return alignment;
+  }
+
+  /**
+   * Returns the URL for the REST call
+   * 
+   * @return
+   * @throws MalformedURLException
+   */
   @Override
-  public String getDbVersion()
+  protected URL getUrl(List<String> ids) throws MalformedURLException
   {
-    return "0"; // sf.getVersion();
+    /*
+     * a single id is included in the URL path
+     * multiple ids go in the POST body instead
+     */
+    StringBuffer urlstring = new StringBuffer(128);
+    urlstring.append(SEQUENCE_ID_URL);
+    if (ids.size() == 1)
+    {
+      urlstring.append("/").append(ids.get(0));
+    }
+    // @see https://github.com/Ensembl/ensembl-rest/wiki/Output-formats
+    urlstring.append("?type=").append(getSourceEnsemblType().getType());
+    urlstring.append(("&Accept=text/x-fasta"));
+
+    URL url = new URL(urlstring.toString());
+    return url;
   }
 
+  /**
+   * A sequence/id POST request currently allows up to 50 queries
+   * 
+   * @see http://rest.ensembl.org/documentation/info/sequence_id_post
+   */
   @Override
-  public String getAccessionSeparator()
+  public int getMaximumQueryCount()
   {
-    return " ";
+    return 50;
   }
 
   @Override
-  public Regex getAccessionValidator()
+  protected boolean useGetRequest()
   {
-    return new Regex("((ENSP|ENST|ENSG|CCDS)[0-9.]{3,})");
+    return false;
   }
 
   @Override
-  public String getTestQuery()
+  protected String getRequestMimeType(boolean multipleIds)
   {
-    return "ENSP00000288602";
+    return multipleIds ? "application/json" : "text/x-fasta";
   }
 
   @Override
-  public boolean isValidReference(String accession)
+  protected String getResponseMimeType()
+  {
+    return "text/x-fasta";
+  }
+
+  /**
+   * 
+   * @return the configured sequence return type for this source
+   */
+  protected abstract EnsemblSeqType getSourceEnsemblType();
+
+  /**
+   * Returns a list of [start, end] genomic ranges corresponding to the sequence
+   * being retrieved.
+   * 
+   * The correspondence between the frames of reference is made by locating
+   * those features on the genomic sequence which identify the retrieved
+   * sequence. Specifically
+   * <ul>
+   * <li>genomic sequence is identified by "transcript" features with
+   * ID=transcript:transcriptId</li>
+   * <li>cdna sequence is identified by "exon" features with
+   * Parent=transcript:transcriptId</li>
+   * <li>cds sequence is identified by "CDS" features with
+   * Parent=transcript:transcriptId</li>
+   * </ul>
+   * 
+   * The returned ranges are sorted to run forwards (for positive strand) or
+   * backwards (for negative strand). Aborts and returns null if both positive
+   * and negative strand are found (this should not normally happen).
+   * 
+   * @param sourceSequence
+   * @param accId
+   * @param start
+   *          the start position of the sequence we are mapping to
+   * @return
+   */
+  protected MapList getGenomicRangesFromFeatures(SequenceI sourceSequence,
+          String accId, int start)
+  {
+    SequenceFeature[] sfs = sourceSequence.getSequenceFeatures();
+    if (sfs == null)
+    {
+      return null;
+    }
+
+    /*
+     * generously initial size for number of cds regions
+     * (worst case titin Q8WZ42 has c. 313 exons)
+     */
+    List<int[]> regions = new ArrayList<int[]>(100);
+    int mappedLength = 0;
+    int direction = 1; // forward
+    boolean directionSet = false;
+  
+    for (SequenceFeature sf : sfs)
+    {
+      /*
+       * accept the target feature type or a specialisation of it
+       * (e.g. coding_exon for exon)
+       */
+      if (identifiesSequence(sf, accId))
+      {
+        int strand = sf.getStrand();
+        strand = strand == 0 ? 1 : strand; // treat unknown as forward
+
+        if (directionSet && strand != direction)
+        {
+          // abort - mix of forward and backward
+          System.err.println("Error: forward and backward strand for "
+                  + accId);
+            return null;
+          }
+          direction = strand;
+          directionSet = true;
+  
+          /*
+           * add to CDS ranges, semi-sorted forwards/backwards
+           */
+          if (strand < 0)
+          {
+            regions.add(0, new int[] { sf.getEnd(), sf.getBegin() });
+          }
+          else
+          {
+          regions.add(new int[] { sf.getBegin(), sf.getEnd() });
+        }
+        mappedLength += Math.abs(sf.getEnd() - sf.getBegin() + 1);
+
+        if (!isSpliceable())
+        {
+          /*
+           * 'gene' sequence is contiguous so we can stop as soon as its
+           * identifying feature has been found
+           */
+          break;
+        }
+      }
+    }
+  
+    if (regions.isEmpty())
+    {
+      System.out.println("Failed to identify target sequence for " + accId
+              + " from genomic features");
+      return null;
+    }
+
+    /*
+     * a final sort is needed since Ensembl returns CDS sorted within source
+     * (havana / ensembl_havana)
+     */
+    Collections.sort(regions, new RangeSorter(direction == 1));
+  
+    List<int[]> to = Arrays.asList(new int[] { start,
+        start + mappedLength - 1 });
+  
+    return new MapList(regions, to, 1, 1);
+  }
+
+  /**
+   * Answers true if the sequence being retrieved may occupy discontiguous
+   * regions on the genomic sequence.
+   */
+  protected boolean isSpliceable()
   {
-    return getAccessionValidator().search(accession);
+    return true;
   }
 
-  private volatile boolean inProgress = false;
+  /**
+   * Returns true if the sequence feature marks positions of the genomic
+   * sequence feature which are within the sequence being retrieved. For
+   * example, an 'exon' feature whose parent is the target transcript marks the
+   * cdna positions of the transcript.
+   * 
+   * @param sf
+   * @param accId
+   * @return
+   */
+  protected abstract boolean identifiesSequence(SequenceFeature sf,
+          String accId);
+
+  /**
+   * Transfers the sequence feature to the target sequence, locating its start
+   * and end range based on the mapping. Features which do not overlap the
+   * target sequence are ignored.
+   * 
+   * @param sf
+   * @param targetSequence
+   * @param mapping
+   *          mapping from the sequence feature's coordinates to the target
+   *          sequence
+   */
+  protected void transferFeature(SequenceFeature sf,
+          SequenceI targetSequence, MapList mapping)
+  {
+    int start = sf.getBegin();
+    int end = sf.getEnd();
+    int[] mappedRange = mapping.locateInTo(start, end);
+  
+    if (mappedRange != null)
+    {
+      SequenceFeature copy = new SequenceFeature(sf);
+      copy.setBegin(Math.min(mappedRange[0], mappedRange[1]));
+      copy.setEnd(Math.max(mappedRange[0], mappedRange[1]));
+      targetSequence.addSequenceFeature(copy);
+
+      /*
+       * for sequence_variant, make an additional feature with consequence
+       */
+      if (SequenceOntologyFactory.getInstance().isA(sf.getType(),
+              SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT))
+      {
+        String consequence = (String) sf.getValue(CONSEQUENCE_TYPE);
+        if (consequence != null)
+        {
+          SequenceFeature sf2 = new SequenceFeature("consequence",
+                  consequence, copy.getBegin(), copy.getEnd(), 0f,
+                  null);
+          targetSequence.addSequenceFeature(sf2);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Transfers features from sourceSequence to targetSequence
+   * 
+   * @param accessionId
+   * @param sourceSequence
+   * @param targetSequence
+   * @return true if any features were transferred, else false
+   */
+  protected boolean transferFeatures(String accessionId,
+          SequenceI sourceSequence, SequenceI targetSequence)
+  {
+    if (sourceSequence == null || targetSequence == null)
+    {
+      return false;
+    }
+
+    SequenceFeature[] sfs = sourceSequence.getSequenceFeatures();
+    MapList mapping = getGenomicRangesFromFeatures(sourceSequence, accessionId,
+            targetSequence.getStart());
+    if (mapping == null)
+    {
+      return false;
+    }
+
+    return transferFeatures(sfs, targetSequence, mapping, accessionId);
+  }
+
+  /**
+   * Transfer features to the target sequence. The start/end positions are
+   * converted using the mapping. Features which do not overlap are ignored.
+   * Features whose parent is not the specified identifier are also ignored.
+   * 
+   * @param features
+   * @param targetSequence
+   * @param mapping
+   * @param parentId
+   * @return
+   */
+  protected boolean transferFeatures(SequenceFeature[] features,
+          SequenceI targetSequence, MapList mapping, String parentId)
+  {
+    final boolean forwardStrand = mapping.isFromForwardStrand();
+
+    /*
+     * sort features by start position (descending if reverse strand) 
+     * before transferring (in forwards order) to the target sequence
+     */
+    Arrays.sort(features, new Comparator<SequenceFeature>()
+    {
+      @Override
+      public int compare(SequenceFeature o1, SequenceFeature o2)
+      {
+        int c = Integer.compare(o1.getBegin(), o2.getBegin());
+        return forwardStrand ? c : -c;
+      }
+    });
+
+    boolean transferred = false;
+    for (SequenceFeature sf : features)
+    {
+      if (retainFeature(sf, parentId))
+      {
+        transferFeature(sf, targetSequence, mapping);
+        transferred = true;
+      }
+    }
+    return transferred;
+  }
+
+  /**
+   * Answers true if the feature type is one we want to keep for the sequence.
+   * Some features are only retrieved in order to identify the sequence range,
+   * and may then be discarded as redundant information (e.g. "CDS" feature for
+   * a CDS sequence).
+   */
+  @SuppressWarnings("unused")
+  protected boolean retainFeature(SequenceFeature sf, String accessionId)
+  {
+    return true; // override as required
+  }
+
+  /**
+   * Answers true if the feature has a Parent which refers to the given
+   * accession id, or if the feature has no parent. Answers false if the
+   * feature's Parent is for a different accession id.
+   * 
+   * @param sf
+   * @param identifier
+   * @return
+   */
+  protected boolean featureMayBelong(SequenceFeature sf, String identifier)
+  {
+    String parent = (String) sf.getValue(PARENT);
+    // using contains to allow for prefix "gene:", "transcript:" etc
+    if (parent != null && !parent.contains(identifier))
+    {
+      // this genomic feature belongs to a different transcript
+      return false;
+    }
+    return true;
+  }
 
   @Override
-  public AlignmentI getSequenceRecords(String queries) throws Exception
+  public String getDescription()
   {
-    inProgress = true;
-    List<String> tids, ids = new ArrayList<String>();
-    tids = Arrays.asList(queries.split(" +"));
-    AlignmentI rtn = null;
-    for (int v = 0, vSize = tids.size(); v < vSize; v += 50)
+    return "Ensembl " + getSourceEnsemblType().getType()
+            + " sequence with variant features";
+  }
+
+  /**
+   * Returns a (possibly empty) list of features on the sequence which have the
+   * specified sequence ontology type (or a sub-type of it), and the given
+   * identifier as parent
+   * 
+   * @param sequence
+   * @param type
+   * @param parentId
+   * @return
+   */
+  protected List<SequenceFeature> findFeatures(SequenceI sequence,
+          String type, String parentId)
+  {
+    List<SequenceFeature> result = new ArrayList<SequenceFeature>();
+    
+    SequenceFeature[] sfs = sequence.getSequenceFeatures();
+    if (sfs != null) {
+      SequenceOntologyI so = SequenceOntologyFactory.getInstance();
+      for (SequenceFeature sf :sfs) {
+        if (so.isA(sf.getType(), type))
+        {
+          String parent = (String) sf.getValue(PARENT);
+          if (parent.equals(parentId))
+          {
+            result.add(sf);
+          }
+        }
+      }
+    }
+    return result;
+  }
+
+  /**
+   * Maps exon features from dna to protein, and computes variants in peptide
+   * product generated by variants in dna, and adds them as sequence_variant
+   * features on the protein sequence. Returns the number of variant features
+   * added.
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @param peptide
+   * @param dnaToProtein
+   */
+  static int computeProteinFeatures(SequenceI dnaSeq,
+          SequenceI peptide, MapList dnaToProtein)
+  {
+    while (dnaSeq.getDatasetSequence() != null)
+    {
+      dnaSeq = dnaSeq.getDatasetSequence();
+    }
+    while (peptide.getDatasetSequence() != null)
     {
-      int p = v + 50;
-      if (p > vSize)
+      peptide = peptide.getDatasetSequence();
+    }
+  
+    AlignmentUtils.transferFeatures(dnaSeq, peptide, dnaToProtein,
+            SequenceOntologyI.EXON);
+
+    LinkedHashMap<Integer, String[][]> variants = buildDnaVariantsMap(
+            dnaSeq, dnaToProtein);
+  
+    /*
+     * scan codon variations, compute peptide variants and add to peptide sequence
+     */
+    int count = 0;
+    for (Entry<Integer, String[][]> variant : variants.entrySet())
+    {
+      int peptidePos = variant.getKey();
+      String[][] codonVariants = variant.getValue();
+      String residue = String.valueOf(peptide.getCharAt(peptidePos - 1)); // 0-based
+      List<String> peptideVariants = computePeptideVariants(codonVariants,
+              residue);
+      if (!peptideVariants.isEmpty())
       {
-        p = vSize;
+        String desc = StringUtils.listToDelimitedString(peptideVariants,
+                ", ");
+        SequenceFeature sf = new SequenceFeature(
+                SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT, desc, peptidePos,
+                peptidePos, 0f, null);
+        peptide.addSequenceFeature(sf);
+        count++;
       }
-      ;
-      ids = tids.subList(v, p);
-      try
+    }
+    return count;
+  }
+
+  /**
+   * Builds a map whose key is position in the protein sequence, and value is an
+   * array of all variants for the coding codon positions
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @param dnaToProtein
+   * @return
+   */
+  static LinkedHashMap<Integer, String[][]> buildDnaVariantsMap(
+          SequenceI dnaSeq, MapList dnaToProtein)
+  {
+    /*
+     * map from peptide position to all variant features of the codon for it
+     * LinkedHashMap ensures we add the peptide features in sequence order
+     */
+    LinkedHashMap<Integer, String[][]> variants = new LinkedHashMap<Integer, String[][]>();
+    SequenceOntologyI so = SequenceOntologyFactory.getInstance();
+  
+    SequenceFeature[] dnaFeatures = dnaSeq.getSequenceFeatures();
+    if (dnaFeatures == null)
+    {
+      return variants;
+    }
+  
+    int dnaStart = dnaSeq.getStart();
+    int[] lastCodon = null;
+    int lastPeptidePostion = 0;
+  
+    /*
+     * build a map of codon variations for peptides
+     */
+    for (SequenceFeature sf : dnaFeatures)
+    {
+      int dnaCol = sf.getBegin();
+      if (dnaCol != sf.getEnd())
       {
-        if (!sf.isEnsemblAvailable())
+        // not handling multi-locus variant features
+        continue;
+      }
+      if (so.isA(sf.getType(), SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT))
+      {
+        int[] mapsTo = dnaToProtein.locateInTo(dnaCol, dnaCol);
+        if (mapsTo == null)
         {
-          inProgress = false;
-          throw new JalviewException("ENSEMBL Rest API not available.");
+          // feature doesn't lie within coding region
+          continue;
         }
-        FileParse fp = new FileParse(sf.getSequenceReader(
-                getSourceEnsemblType(), ids));
-        FastaFile fr = new FastaFile(fp);
-        if (fr.hasWarningMessage())
+        int peptidePosition = mapsTo[0];
+        String[][] codonVariants = variants.get(peptidePosition);
+        if (codonVariants == null)
         {
-          System.out
-                  .println("Warning when retrieving " + ids.size() + " ids"
-                          + ids.toString() + "\n" + fr.getWarningMessage());
+          codonVariants = new String[3][];
+          variants.put(peptidePosition, codonVariants);
         }
-        else if (fr.getSeqs().size() != ids.size())
+  
+        /*
+         * extract dna variants to a string array
+         */
+        String alls = (String) sf.getValue("alleles");
+        if (alls == null)
         {
-          System.out.println("Only retrieved " + fr.getSeqs().size()
-                  + " sequences for " + ids.size() + " query strings.");
+          continue;
         }
-        if (fr.getSeqs().size() > 0)
+        String[] alleles = alls.split(",");
+  
+        /*
+         * get this peptides codon positions e.g. [3, 4, 5] or [4, 7, 10]
+         */
+        int[] codon = peptidePosition == lastPeptidePostion ? lastCodon
+                : MappingUtils.flattenRanges(dnaToProtein.locateInFrom(
+                        peptidePosition, peptidePosition));
+        lastPeptidePostion = peptidePosition;
+        lastCodon = codon;
+  
+        /*
+         * save nucleotide (and this variant) for each codon position
+         */
+        for (int codonPos = 0; codonPos < 3; codonPos++)
         {
-          AlignmentI seqal = new jalview.datamodel.Alignment(
-                  fr.getSeqsAsArray());
-          for (SequenceI sq:seqal.getSequences())
+          String nucleotide = String.valueOf(dnaSeq
+                  .getCharAt(codon[codonPos] - dnaStart));
+          if (codon[codonPos] == dnaCol)
           {
-            if (ids.contains((sq.getName())))
-            {
-              DBRefUtils.parseToDbRef(sq, "ENSEMBL", "0", sq.getName());
-            }
+            /*
+             * record current dna base and its alleles
+             */
+            String[] dnaVariants = new String[alleles.length + 1];
+            dnaVariants[0] = nucleotide;
+            System.arraycopy(alleles, 0, dnaVariants, 1, alleles.length);
+            codonVariants[codonPos] = dnaVariants;
           }
-          if (rtn == null)
+          else if (codonVariants[codonPos] == null)
           {
-            rtn = seqal;
+            /*
+             * record current dna base only 
+             * (at least until we find any variation and overwrite it)
+             */
+            codonVariants[codonPos] = new String[] { nucleotide };
           }
-          else
+        }
+      }
+    }
+    return variants;
+  }
+
+  /**
+   * Returns a sorted, non-redundant list of all peptide translations generated
+   * by the given dna variants, excluding the current residue value
+   * 
+   * @param codonVariants
+   *          an array of base values (acgtACGT) for codon positions 1, 2, 3
+   * @param residue
+   *          the current residue translation
+   * @return
+   */
+  static List<String> computePeptideVariants(
+          String[][] codonVariants, String residue)
+  {
+    List<String> result = new ArrayList<String>();
+    for (String base1 : codonVariants[0])
+    {
+      for (String base2 : codonVariants[1])
+      {
+        for (String base3 : codonVariants[2])
+        {
+          String codon = base1 + base2 + base3;
+          // TODO: report frameshift/insertion/deletion
+          // and multiple-base variants?!
+          String peptide = codon.contains("-") ? "-" : ResidueProperties
+                  .codonTranslate(codon);
+          if (peptide != null && !result.contains(peptide)
+                  && !peptide.equalsIgnoreCase(residue))
           {
-            rtn.append(seqal);
+            result.add(peptide);
           }
         }
-      } catch (Throwable r)
+      }
+    }
+
+    /*
+     * sort alphabetically with STOP at the end
+     */
+    Collections.sort(result, new Comparator<String>()
+    {
+
+      @Override
+      public int compare(String o1, String o2)
       {
-        inProgress = false;
-        if (rtn != null)
+        if ("STOP".equals(o1))
         {
-          System.err.println("Aborting ID retrieval after " + v
-                  + " chunks.");
-          r.printStackTrace();
+          return 1;
+        }
+        else if ("STOP".equals(o2))
+        {
+          return -1;
         }
         else
         {
-
-          throw new JalviewException("Aborting ID retrieval after " + v
-                  + " chunks. Unexpected problem ("
-                  + r.getLocalizedMessage() + ")", r);
+          return o1.compareTo(o2);
         }
-
       }
-    }
-    inProgress = false;
-    return rtn;
+    });
+    return result;
   }
 
   /**
+   * Answers true if the feature type is either 'NMD_transcript_variant' or
+   * 'transcript' or one of its sub-types in the Sequence Ontology. This is
+   * needed because NMD_transcript_variant behaves like 'transcript' in Ensembl
+   * although strictly speaking it is not (it is a sub-type of
+   * sequence_variant).
    * 
-   * @return the configured sequence return type for this source
+   * @param featureType
+   * @return
    */
-  protected abstract EnsemblSeqType getSourceEnsemblType();
-
-  @Override
-  public boolean queryInProgress()
-  {
-    return inProgress;
-  }
-
-  @Override
-  public StringBuffer getRawRecords()
-  {
-    return null;
-  }
-
-  @Override
-  public int getTier()
+  public static boolean isTranscript(String featureType)
   {
-    return 0;
+    return SequenceOntologyI.NMD_TRANSCRIPT_VARIANT.equals(featureType)
+            || SequenceOntologyFactory.getInstance().isA(featureType,
+                    SequenceOntologyI.TRANSCRIPT);
   }
 }