46e211995160b7ba78e6db73038185ad1e8eb57a
[jalview.git] / src / jalview / analysis / CrossRef.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  * 
7  * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU General Public License 
9  * as published by the Free Software Foundation, either version 3
10  * of the License, or (at your option) any later version.
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.analysis;
22
23 import jalview.datamodel.AlignedCodonFrame;
24 import jalview.datamodel.Alignment;
25 import jalview.datamodel.AlignmentI;
26 import jalview.datamodel.DBRefEntry;
27 import jalview.datamodel.Mapping;
28 import jalview.datamodel.Sequence;
29 import jalview.datamodel.SequenceFeature;
30 import jalview.datamodel.SequenceI;
31 import jalview.util.DBRefUtils;
32 import jalview.util.MapList;
33 import jalview.ws.SequenceFetcherFactory;
34 import jalview.ws.seqfetcher.ASequenceFetcher;
35
36 import java.util.ArrayList;
37 import java.util.Iterator;
38 import java.util.List;
39
40 /**
41  * Functions for cross-referencing sequence databases.
42  * 
43  * @author JimP
44  * 
45  */
46 public class CrossRef
47 {
48   /*
49    * the dataset of the alignment for which we are searching for 
50    * cross-references; in some cases we may resolve xrefs by 
51    * searching in the dataset
52    */
53   private AlignmentI dataset;
54
55   /*
56    * the sequences for which we are seeking cross-references
57    */
58   private SequenceI[] fromSeqs;
59
60   /**
61    * matcher built from dataset
62    */
63   SequenceIdMatcher matcher;
64
65   /**
66    * sequences found by cross-ref searches to fromSeqs
67    */
68   List<SequenceI> rseqs;
69
70   /**
71    * Constructor
72    * 
73    * @param seqs
74    *          the sequences for which we are seeking cross-references
75    * @param ds
76    *          the containing alignment dataset (may be searched to resolve
77    *          cross-references)
78    */
79   public CrossRef(SequenceI[] seqs, AlignmentI ds)
80   {
81     fromSeqs = seqs;
82     dataset = ds.getDataset() == null ? ds : ds.getDataset();
83   }
84
85   /**
86    * Returns a list of distinct database sources for which sequences have either
87    * <ul>
88    * <li>a (dna-to-protein or protein-to-dna) cross-reference</li>
89    * <li>an indirect cross-reference - a (dna-to-protein or protein-to-dna)
90    * reference from another sequence in the dataset which has a cross-reference
91    * to a direct DBRefEntry on the given sequence</li>
92    * </ul>
93    * 
94    * @param dna
95    *          - when true, cross-references *from* dna returned. When false,
96    *          cross-references *from* protein are returned
97    * @return
98    */
99   public List<String> findXrefSourcesForSequences(boolean dna)
100   {
101     List<String> sources = new ArrayList<String>();
102     for (SequenceI seq : fromSeqs)
103     {
104       if (seq != null)
105       {
106         findXrefSourcesForSequence(seq, dna, sources);
107       }
108     }
109     return sources;
110   }
111
112   /**
113    * Returns a list of distinct database sources for which a sequence has either
114    * <ul>
115    * <li>a (dna-to-protein or protein-to-dna) cross-reference</li>
116    * <li>an indirect cross-reference - a (dna-to-protein or protein-to-dna)
117    * reference from another sequence in the dataset which has a cross-reference
118    * to a direct DBRefEntry on the given sequence</li>
119    * </ul>
120    * 
121    * @param seq
122    *          the sequence whose dbrefs we are searching against
123    * @param fromDna
124    *          when true, context is DNA - so sources identifying protein
125    *          products will be returned.
126    * @param sources
127    *          a list of sources to add matches to
128    */
129   void findXrefSourcesForSequence(SequenceI seq, boolean fromDna,
130           List<String> sources)
131   {
132     /*
133      * first find seq's xrefs (dna-to-peptide or peptide-to-dna)
134      */
135     DBRefEntry[] rfs = DBRefUtils.selectDbRefs(!fromDna, seq.getDBRefs());
136     addXrefsToSources(rfs, sources);
137     if (dataset != null)
138     {
139       /*
140        * find sequence's direct (dna-to-dna, peptide-to-peptide) xrefs
141        */
142       DBRefEntry[] lrfs = DBRefUtils.selectDbRefs(fromDna, seq.getDBRefs());
143       List<SequenceI> foundSeqs = new ArrayList<SequenceI>();
144
145       /*
146        * find sequences in the alignment which xref one of these DBRefs
147        * i.e. is xref-ed to a common sequence identifier
148        */
149       searchDatasetXrefs(fromDna, seq, lrfs, foundSeqs, null);
150
151       /*
152        * add those sequences' (dna-to-peptide or peptide-to-dna) dbref sources
153        */
154       for (SequenceI rs : foundSeqs)
155       {
156         DBRefEntry[] xrs = DBRefUtils
157                 .selectDbRefs(!fromDna, rs.getDBRefs());
158         addXrefsToSources(xrs, sources);
159       }
160     }
161   }
162
163   /**
164    * Helper method that adds the source identifiers of some cross-references to
165    * a (non-redundant) list of database sources
166    * 
167    * @param xrefs
168    * @param sources
169    */
170   void addXrefsToSources(DBRefEntry[] xrefs, List<String> sources)
171   {
172     if (xrefs != null)
173     {
174       for (DBRefEntry ref : xrefs)
175       {
176         /*
177          * avoid duplication e.g. ENSEMBL and Ensembl
178          */
179         String source = DBRefUtils.getCanonicalName(ref.getSource());
180         if (!sources.contains(source))
181         {
182           sources.add(source);
183         }
184       }
185     }
186   }
187
188   /**
189    * Attempts to find cross-references from the sequences provided in the
190    * constructor to the given source database. Cross-references may be found
191    * <ul>
192    * <li>in dbrefs on the sequence which hold a mapping to a sequence
193    * <ul>
194    * <li>provided with a fetched sequence (e.g. ENA translation), or</li>
195    * <li>populated previously after getting cross-references</li>
196    * </ul>
197    * <li>as other sequences in the alignment which share a dbref identifier with
198    * the sequence</li>
199    * <li>by fetching from the remote database</li>
200    * </ul>
201    * The cross-referenced sequences, and mappings to them, are added to the
202    * alignment dataset.
203    * 
204    * @param source
205    * @return cross-referenced sequences (as dataset sequences)
206    */
207   public Alignment findXrefSequences(String source, boolean fromDna)
208   {
209
210     rseqs = new ArrayList<SequenceI>();
211     AlignedCodonFrame cf = new AlignedCodonFrame();
212     matcher = new SequenceIdMatcher(
213             dataset.getSequences());
214
215     for (SequenceI seq : fromSeqs)
216     {
217       SequenceI dss = seq;
218       while (dss.getDatasetSequence() != null)
219       {
220         dss = dss.getDatasetSequence();
221       }
222       boolean found = false;
223       DBRefEntry[] xrfs = DBRefUtils
224               .selectDbRefs(!fromDna, dss.getDBRefs());
225       // ENST & ENSP comes in to both Protein and nucleotide, so we need to
226       // filter them
227       // out later.
228       if ((xrfs == null || xrfs.length == 0) && dataset != null)
229       {
230         /*
231          * found no suitable dbrefs on sequence - look for sequences in the
232          * alignment which share a dbref with this one
233          */
234         DBRefEntry[] lrfs = DBRefUtils.selectDbRefs(fromDna,
235                 seq.getDBRefs());
236
237         /*
238          * find sequences (except this one!), of complementary type,
239          *  which have a dbref to an accession id for this sequence,
240          *  and add them to the results
241          */
242         found = searchDatasetXrefs(fromDna, dss, lrfs, rseqs, cf);
243       }
244       if (xrfs == null && !found)
245       {
246         /*
247          * no dbref to source on this sequence or matched
248          * complementary sequence in the dataset 
249          */
250         continue;
251       }
252       List<DBRefEntry> sourceRefs = DBRefUtils.searchRefsForSource(xrfs,
253               source);
254       Iterator<DBRefEntry> refIterator = sourceRefs.iterator();
255       // At this point, if we are retrieving Ensembl, we still don't filter out
256       // ENST when looking for protein crossrefs.
257       while (refIterator.hasNext())
258       {
259         DBRefEntry xref = refIterator.next();
260         found = false;
261         // we're only interested in coding cross-references, not
262         // locus->transcript
263         if (xref.hasMap() && xref.getMap().getMap().isTripletMap())
264         {
265           SequenceI mappedTo = xref.getMap().getTo();
266           if (mappedTo != null)
267           {
268             /*
269              * dbref contains the sequence it maps to; add it to the
270              * results unless we have done so already (could happen if 
271              * fetching xrefs for sequences which have xrefs in common)
272              * for example: UNIPROT {P0CE19, P0CE20} -> EMBL {J03321, X06707}
273              */
274             found = true;
275             /*
276              * problem: matcher.findIdMatch() is lenient - returns a sequence
277              * with a dbref to the search arg e.g. ENST for ENSP - wrong
278              * but findInDataset() matches ENSP when looking for Uniprot...
279              */
280             SequenceI matchInDataset = findInDataset(xref);
281             if (matchInDataset != null && xref.getMap().getTo() != null
282                     && matchInDataset != xref.getMap().getTo())
283             {
284               System.err
285                       .println("Implementation problem (reopen JAL-2154): CrossRef.findInDataset seems to have recovered a different sequence than the one explicitly mapped for xref."
286                               + "Found:"
287                               + matchInDataset
288                               + "\nExpected:"
289                               + xref.getMap().getTo()
290                               + "\nFor xref:"
291                               + xref);
292             }
293             /*matcher.findIdMatch(mappedTo);*/
294             if (matchInDataset != null)
295             {
296               if (!rseqs.contains(matchInDataset))
297               {
298                 rseqs.add(matchInDataset);
299               }
300               // even if rseqs contained matchInDataset - check mappings between
301               // these seqs are added
302               // need to try harder to only add unique mappings
303               if (xref.getMap().getMap().isTripletMap()
304                       && dataset.getMapping(seq, matchInDataset) == null
305                       && cf.getMappingBetween(seq, matchInDataset) == null)
306               {
307                 // materialise a mapping for highlighting between these
308                 // sequences
309                 if (fromDna)
310                 {
311                   cf.addMap(dss, matchInDataset, xref.getMap().getMap(),
312                           xref.getMap().getMappedFromId());
313                 }
314                 else
315                 {
316                   cf.addMap(matchInDataset, dss, xref.getMap().getMap()
317                           .getInverse(), xref.getMap().getMappedFromId());
318                 }
319               }
320
321               refIterator.remove();
322               continue;
323             }
324             // TODO: need to determine if this should be a deriveSequence
325             SequenceI rsq = new Sequence(mappedTo);
326             rseqs.add(rsq);
327             if (xref.getMap().getMap().isTripletMap())
328             {
329               // get sense of map correct for adding to product alignment.
330               if (fromDna)
331               {
332                 // map is from dna seq to a protein product
333                 cf.addMap(dss, rsq, xref.getMap().getMap(), xref.getMap()
334                         .getMappedFromId());
335               }
336               else
337               {
338                 // map should be from protein seq to its coding dna
339                 cf.addMap(rsq, dss, xref.getMap().getMap().getInverse(),
340                         xref.getMap().getMappedFromId());
341               }
342             }
343           }
344         }
345
346         if (!found)
347         {
348           SequenceI matchedSeq = matcher.findIdMatch(xref.getSource() + "|"
349                   + xref.getAccessionId());
350           // if there was a match, check it's at least the right type of
351           // molecule!
352           if (matchedSeq != null && matchedSeq.isProtein() == fromDna)
353           {
354             if (constructMapping(seq, matchedSeq, xref, cf, fromDna))
355             {
356               found = true;
357             }
358           }
359         }
360
361         if (!found)
362         {
363           // do a bit more work - search for sequences with references matching
364           // xrefs on this sequence.
365           found = searchDataset(fromDna, dss, xref, rseqs, cf, false);
366         }
367         if (found)
368         {
369           refIterator.remove();
370         }
371       }
372
373       /*
374        * fetch from source database any dbrefs we haven't resolved up to here
375        */
376       if (!sourceRefs.isEmpty())
377       {
378         retrieveCrossRef(sourceRefs, seq, xrfs, fromDna, cf);
379       }
380     }
381
382     Alignment ral = null;
383     if (rseqs.size() > 0)
384     {
385       ral = new Alignment(rseqs.toArray(new SequenceI[rseqs.size()]));
386       if (!cf.isEmpty())
387       {
388         dataset.addCodonFrame(cf);
389       }
390     }
391     return ral;
392   }
393
394   private void retrieveCrossRef(List<DBRefEntry> sourceRefs, SequenceI seq,
395           DBRefEntry[] xrfs, boolean fromDna, AlignedCodonFrame cf)
396   {
397     ASequenceFetcher sftch = SequenceFetcherFactory.getSequenceFetcher();
398     SequenceI[] retrieved = null;
399     SequenceI dss = seq.getDatasetSequence() == null ? seq : seq
400             .getDatasetSequence();
401     // first filter in case we are retrieving crossrefs that have already been
402     // retrieved. this happens for cases where a database record doesn't yield
403     // protein products for CDS
404     removeAlreadyRetrievedSeqs(sourceRefs, fromDna);
405     if (sourceRefs.size() == 0)
406     {
407       // no more work to do! We already had all requested sequence records in
408       // the dataset.
409       return;
410     }
411     try
412     {
413       retrieved = sftch.getSequences(sourceRefs, !fromDna);
414     } catch (Exception e)
415     {
416       System.err
417               .println("Problem whilst retrieving cross references for Sequence : "
418                       + seq.getName());
419       e.printStackTrace();
420     }
421
422     if (retrieved != null)
423     {
424       updateDbrefMappings(seq, xrfs, retrieved, cf, fromDna);
425       for (SequenceI retrievedSequence : retrieved)
426       {
427         // dataset gets contaminated ccwith non-ds sequences. why ??!
428         // try: Ensembl -> Nuc->Ensembl, Nuc->Uniprot-->Protein->EMBL->
429         SequenceI retrievedDss = retrievedSequence.getDatasetSequence() == null ? retrievedSequence
430                 : retrievedSequence.getDatasetSequence();
431         importCrossRefSeq(cf, dss, retrievedDss);
432         rseqs.add(retrievedDss);
433         if (dataset.findIndex(retrievedDss) == -1)
434         {
435           dataset.addSequence(retrievedDss);
436           matcher.add(retrievedDss);
437         }
438       }
439     }
440   }
441
442   /**
443    * Search dataset for sequences with a primary reference contained in
444    * sourceRefs.
445    * 
446    * @param sourceRefs
447    *          - list of references to filter.
448    * @param fromDna
449    *          - type of sequence to search for matching primary reference.
450    */
451   private void removeAlreadyRetrievedSeqs(List<DBRefEntry> sourceRefs,
452           boolean fromDna)
453   {
454     DBRefEntry[] dbrSourceSet = sourceRefs.toArray(new DBRefEntry[0]);
455     for (SequenceI sq : dataset.getSequences())
456     {
457       boolean dupeFound = false;
458       // !fromDna means we are looking only for nucleotide sequences, not
459       // protein
460       if (sq.isProtein() == fromDna)
461       {
462         for (DBRefEntry dbr : sq.getPrimaryDBRefs())
463         {
464           for (DBRefEntry found : DBRefUtils.searchRefs(dbrSourceSet, dbr))
465           {
466             sourceRefs.remove(found);
467             dupeFound = true;
468           }
469         }
470       }
471       if (dupeFound)
472       {
473         // rebuild the search array from the filtered sourceRefs list
474         dbrSourceSet = sourceRefs.toArray(new DBRefEntry[0]);
475       }
476     }
477   }
478
479   /**
480    * process sequence retrieved via a dbref on source sequence to resolve and
481    * transfer data
482    * 
483    * @param cf
484    * @param sourceSequence
485    * @param retrievedSequence
486    */
487   private void importCrossRefSeq(AlignedCodonFrame cf,
488           SequenceI sourceSequence, SequenceI retrievedSequence)
489   {
490     DBRefEntry[] dbr = retrievedSequence.getDBRefs();
491     if (dbr != null)
492     {
493       for (DBRefEntry dbref : dbr)
494       {
495         // find any entry where we should put in the sequence being
496         // cross-referenced into the map
497         Mapping map = dbref.getMap();
498         if (map != null)
499         {
500           if (map.getTo() != null && map.getMap() != null)
501           {
502             // TODO findInDataset requires exact sequence match but
503             // 'congruent' test is only for the mapped part
504             // maybe not a problem in practice since only ENA provide a
505             // mapping and it is to the full protein translation of CDS
506             SequenceI matched = findInDataset(dbref);
507             // matcher.findIdMatch(map.getTo());
508             if (matched != null)
509             {
510               /*
511                * already got an xref to this sequence; update this
512                * map to point to the same sequence, and add
513                * any new dbrefs to it
514                */
515               DBRefEntry[] toRefs = map.getTo().getDBRefs();
516               if (toRefs != null)
517               {
518                 for (DBRefEntry ref : toRefs)
519                 {
520                   matched.addDBRef(ref); // add or update mapping
521                 }
522               }
523               map.setTo(matched);
524             }
525             else
526             {
527               if (dataset.findIndex(map.getTo()) == -1)
528               {
529                 dataset.addSequence(map.getTo());
530                 matcher.add(map.getTo());
531               }
532             }
533
534             try
535             {
536               // compare ms with dss and replace with dss in mapping
537               // if map is congruent
538               SequenceI ms = map.getTo();
539               int sf = map.getMap().getToLowest();
540               int st = map.getMap().getToHighest();
541               SequenceI mappedrg = ms.getSubSequence(sf, st);
542               if (mappedrg.getLength() > 0
543                       && ms.getSequenceAsString().equals(
544                               sourceSequence.getSequenceAsString()))
545               {
546                 String msg = "Mapping updated from " + ms.getName()
547                         + " to retrieved crossreference "
548                         + sourceSequence.getName();
549                 System.out.println(msg);
550                 map.setTo(sourceSequence);
551
552                 /*
553                  * give the reverse reference the inverse mapping 
554                  * (if it doesn't have one already)
555                  */
556                 setReverseMapping(sourceSequence, dbref, cf);
557
558                 /*
559                  * copy sequence features as well, avoiding
560                  * duplication (e.g. same variation from two 
561                  * transcripts)
562                  */
563                 SequenceFeature[] sfs = ms.getSequenceFeatures();
564                 if (sfs != null)
565                 {
566                   for (SequenceFeature feat : sfs)
567                   {
568                     /*
569                      * make a flyweight feature object which ignores Parent
570                      * attribute in equality test; this avoids creating many
571                      * otherwise duplicate exon features on genomic sequence
572                      */
573                     SequenceFeature newFeature = new SequenceFeature(
574                             feat)
575                     {
576                       @Override
577                       public boolean equals(Object o)
578                       {
579                         return super.equals(o, true);
580                       }
581                     };
582                     sourceSequence.addSequenceFeature(newFeature);
583                   }
584                 }
585               }
586               cf.addMap(retrievedSequence, map.getTo(), map.getMap());
587             } catch (Exception e)
588             {
589               System.err
590                       .println("Exception when consolidating Mapped sequence set...");
591               e.printStackTrace(System.err);
592             }
593           }
594         }
595       }
596     }
597     retrievedSequence.updatePDBIds();
598   }
599   /**
600    * Sets the inverse sequence mapping in the corresponding dbref of the mapped
601    * to sequence (if any). This is used after fetching a cross-referenced
602    * sequence, if the fetched sequence has a mapping to the original sequence,
603    * to set the mapping in the original sequence's dbref.
604    * 
605    * @param mapFrom
606    *          the sequence mapped from
607    * @param dbref
608    * @param mappings
609    */
610   void setReverseMapping(SequenceI mapFrom, DBRefEntry dbref,
611           AlignedCodonFrame mappings)
612   {
613     SequenceI mapTo = dbref.getMap().getTo();
614     if (mapTo == null)
615     {
616       return;
617     }
618     DBRefEntry[] dbrefs = mapTo.getDBRefs();
619     if (dbrefs == null)
620     {
621       return;
622     }
623     for (DBRefEntry toRef : dbrefs)
624     {
625       if (toRef.hasMap() && mapFrom == toRef.getMap().getTo())
626       {
627         /*
628          * found the reverse dbref; update its mapping if null
629          */
630         if (toRef.getMap().getMap() == null)
631         {
632           MapList inverse = dbref.getMap().getMap().getInverse();
633           toRef.getMap().setMap(inverse);
634           mappings.addMap(mapTo, mapFrom, inverse);
635         }
636       }
637     }
638   }
639
640   /**
641    * Returns null or the first sequence in the dataset which is identical to
642    * xref.mapTo, and has a) a primary dbref matching xref, or if none found, the
643    * first one with an ID source|xrefacc
644    * 
645    * @param xref
646    *          with map and mapped-to sequence
647    * @return
648    */
649   SequenceI findInDataset(DBRefEntry xref)
650   {
651     if (xref == null || !xref.hasMap() || xref.getMap().getTo() == null)
652     {
653       return null;
654     }
655     SequenceI mapsTo = xref.getMap().getTo();
656     String name = xref.getAccessionId();
657     String name2 = xref.getSource() + "|" + name;
658     SequenceI dss = mapsTo.getDatasetSequence() == null ? mapsTo : mapsTo
659             .getDatasetSequence();
660     // first check ds if ds is directly referenced
661     if (dataset.findIndex(dss) > -1)
662     {
663       return dss;
664     }
665     DBRefEntry template = new DBRefEntry(xref.getSource(), null,
666             xref.getAccessionId());
667     /**
668      * remember the first ID match - in case we don't find a match to template
669      */
670     SequenceI firstIdMatch = null;
671     for (SequenceI seq : dataset.getSequences())
672     {
673       // first check primary refs.
674       List<DBRefEntry> match = DBRefUtils.searchRefs(seq.getPrimaryDBRefs()
675               .toArray(new DBRefEntry[0]), template);
676       if (match != null && match.size() == 1 && sameSequence(seq, dss))
677       {
678         return seq;
679       }
680       /*
681        * clumsy alternative to using SequenceIdMatcher which currently
682        * returns sequences with a dbref to the matched accession id 
683        * which we don't want
684        */
685       if (firstIdMatch == null
686               && (name.equals(seq.getName()) || seq.getName().startsWith(
687                       name2)))
688       {
689         if (sameSequence(seq, dss))
690         {
691           firstIdMatch = seq;
692         }
693       }
694     }
695     return firstIdMatch;
696   }
697
698   /**
699    * Answers true if seq1 and seq2 contain exactly the same characters (ignoring
700    * case), else false. This method compares the lengths, then each character in
701    * turn, in order to 'fail fast'. For case-sensitive comparison, it would be
702    * possible to use Arrays.equals(seq1.getSequence(), seq2.getSequence()).
703    * 
704    * @param seq1
705    * @param seq2
706    * @return
707    */
708   // TODO move to Sequence / SequenceI
709   static boolean sameSequence(SequenceI seq1, SequenceI seq2)
710   {
711     if (seq1 == seq2)
712     {
713       return true;
714     }
715     if (seq1 == null || seq2 == null)
716     {
717       return false;
718     }
719     char[] c1 = seq1.getSequence();
720     char[] c2 = seq2.getSequence();
721     if (c1.length != c2.length)
722     {
723       return false;
724     }
725     for (int i = 0; i < c1.length; i++)
726     {
727       int diff = c1[i] - c2[i];
728       /*
729        * same char or differ in case only ('a'-'A' == 32)
730        */
731       if (diff != 0 && diff != 32 && diff != -32)
732       {
733         return false;
734       }
735     }
736     return true;
737   }
738
739   /**
740    * Updates any empty mappings in the cross-references with one to a compatible
741    * retrieved sequence if found, and adds any new mappings to the
742    * AlignedCodonFrame
743    * 
744    * @param mapFrom
745    * @param xrefs
746    * @param retrieved
747    * @param acf
748    */
749   void updateDbrefMappings(SequenceI mapFrom, DBRefEntry[] xrefs,
750           SequenceI[] retrieved, AlignedCodonFrame acf, boolean fromDna)
751   {
752     SequenceIdMatcher idMatcher = new SequenceIdMatcher(retrieved);
753     for (DBRefEntry xref : xrefs)
754     {
755       if (!xref.hasMap())
756       {
757         String targetSeqName = xref.getSource() + "|"
758                 + xref.getAccessionId();
759         SequenceI[] matches = idMatcher.findAllIdMatches(targetSeqName);
760         if (matches == null)
761         {
762           return;
763         }
764         for (SequenceI seq : matches)
765         {
766           constructMapping(mapFrom, seq, xref, acf, fromDna);
767         }
768       }
769     }
770   }
771
772   /**
773    * Tries to make a mapping between sequences. If successful, adds the mapping
774    * to the dbref and the mappings collection and answers true, otherwise
775    * answers false. The following methods of making are mapping are tried in
776    * turn:
777    * <ul>
778    * <li>if 'mapTo' holds a mapping to 'mapFrom', take the inverse; this is, for
779    * example, the case after fetching EMBL cross-references for a Uniprot
780    * sequence</li>
781    * <li>else check if the dna translates exactly to the protein (give or take
782    * start and stop codons></li>
783    * <li>else try to map based on CDS features on the dna sequence</li>
784    * </ul>
785    * 
786    * @param mapFrom
787    * @param mapTo
788    * @param xref
789    * @param mappings
790    * @return
791    */
792   boolean constructMapping(SequenceI mapFrom, SequenceI mapTo,
793           DBRefEntry xref, AlignedCodonFrame mappings, boolean fromDna)
794   {
795     MapList mapping = null;
796     SequenceI dsmapFrom = mapFrom.getDatasetSequence() == null ? mapFrom
797             : mapFrom.getDatasetSequence();
798     SequenceI dsmapTo = mapTo.getDatasetSequence() == null ? mapTo
799             : mapTo.getDatasetSequence();
800     /*
801      * look for a reverse mapping, if found make its inverse. 
802      * Note - we do this on dataset sequences only.
803      */
804     if (dsmapTo.getDBRefs() != null)
805     {
806       for (DBRefEntry dbref : dsmapTo.getDBRefs())
807       {
808         String name = dbref.getSource() + "|" + dbref.getAccessionId();
809         if (dbref.hasMap() && dsmapFrom.getName().startsWith(name))
810         {
811           /*
812            * looks like we've found a map from 'mapTo' to 'mapFrom'
813            * - invert it to make the mapping the other way 
814            */
815           MapList reverse = dbref.getMap().getMap().getInverse();
816           xref.setMap(new Mapping(dsmapTo, reverse));
817           mappings.addMap(mapFrom, dsmapTo, reverse);
818           return true;
819         }
820       }
821     }
822
823     if (fromDna)
824     {
825       mapping = AlignmentUtils.mapCdnaToProtein(mapTo, mapFrom);
826     }
827     else
828     {
829       mapping = AlignmentUtils.mapCdnaToProtein(mapFrom, mapTo);
830       if (mapping != null)
831       {
832         mapping = mapping.getInverse();
833       }
834     }
835     if (mapping == null)
836     {
837       return false;
838     }
839     xref.setMap(new Mapping(mapTo, mapping));
840
841     /*
842      * and add a reverse DbRef with the inverse mapping
843      */
844     if (mapFrom.getDatasetSequence() != null && false)
845     // && mapFrom.getDatasetSequence().getSourceDBRef() != null)
846     {
847       // possible need to search primary references... except, why doesn't xref
848       // == getSourceDBRef ??
849       // DBRefEntry dbref = new DBRefEntry(mapFrom.getDatasetSequence()
850       // .getSourceDBRef());
851       // dbref.setMap(new Mapping(mapFrom.getDatasetSequence(), mapping
852       // .getInverse()));
853       // mapTo.addDBRef(dbref);
854     }
855
856     if (fromDna)
857     {
858       AlignmentUtils.computeProteinFeatures(mapFrom, mapTo, mapping);
859       mappings.addMap(mapFrom, mapTo, mapping);
860     }
861     else
862     {
863       mappings.addMap(mapTo, mapFrom, mapping.getInverse());
864     }
865
866     return true;
867   }
868
869   /**
870    * find references to lrfs in the cross-reference set of each sequence in
871    * dataset (that is not equal to sequenceI) Identifies matching DBRefEntry
872    * based on source and accession string only - Map and Version are nulled.
873    * 
874    * @param fromDna
875    *          - true if context was searching from Dna sequences, false if
876    *          context was searching from Protein sequences
877    * @param sequenceI
878    * @param lrfs
879    * @param foundSeqs
880    * @return true if matches were found.
881    */
882   private boolean searchDatasetXrefs(boolean fromDna, SequenceI sequenceI,
883           DBRefEntry[] lrfs, List<SequenceI> foundSeqs, AlignedCodonFrame cf)
884   {
885     boolean found = false;
886     if (lrfs == null)
887     {
888       return false;
889     }
890     for (int i = 0; i < lrfs.length; i++)
891     {
892       DBRefEntry xref = new DBRefEntry(lrfs[i]);
893       // add in wildcards
894       xref.setVersion(null);
895       xref.setMap(null);
896       found |= searchDataset(fromDna, sequenceI, xref, foundSeqs, cf, false);
897     }
898     return found;
899   }
900
901   /**
902    * Searches dataset for DBRefEntrys matching the given one (xrf) and adds the
903    * associated sequence to rseqs
904    * 
905    * @param fromDna
906    *          true if context was searching for refs *from* dna sequence, false
907    *          if context was searching for refs *from* protein sequence
908    * @param fromSeq
909    *          a sequence to ignore (start point of search)
910    * @param xrf
911    *          a cross-reference to try to match
912    * @param foundSeqs
913    *          result list to add to
914    * @param mappings
915    *          a set of sequence mappings to add to
916    * @param direct
917    *          - indicates the type of relationship between returned sequences,
918    *          xrf, and sequenceI that is required.
919    *          <ul>
920    *          <li>direct implies xrf is a primary reference for sequenceI AND
921    *          the sequences to be located (eg a uniprot ID for a protein
922    *          sequence, and a uniprot ref on a transcript sequence).</li>
923    *          <li>indirect means xrf is a cross reference with respect to
924    *          sequenceI or all the returned sequences (eg a genomic reference
925    *          associated with a locus and one or more transcripts)</li>
926    *          </ul>
927    * @return true if relationship found and sequence added.
928    */
929   boolean searchDataset(boolean fromDna, SequenceI fromSeq, DBRefEntry xrf,
930           List<SequenceI> foundSeqs, AlignedCodonFrame mappings,
931           boolean direct)
932   {
933     boolean found = false;
934     if (dataset == null)
935     {
936       return false;
937     }
938     if (dataset.getSequences() == null)
939     {
940       System.err.println("Empty dataset sequence set - NO VECTOR");
941       return false;
942     }
943     List<SequenceI> ds;
944     synchronized (ds = dataset.getSequences())
945     {
946       for (SequenceI nxt : ds)
947       {
948         if (nxt != null)
949         {
950           if (nxt.getDatasetSequence() != null)
951           {
952             System.err
953                     .println("Implementation warning: CrossRef initialised with a dataset alignment with non-dataset sequences in it! ("
954                             + nxt.getDisplayId(true)
955                             + " has ds reference "
956                             + nxt.getDatasetSequence().getDisplayId(true)
957                             + ")");
958           }
959           if (nxt == fromSeq || nxt == fromSeq.getDatasetSequence())
960           {
961             continue;
962           }
963           /*
964            * only look at same molecule type if 'direct', or
965            * complementary type if !direct
966            */
967           {
968             boolean isDna = !nxt.isProtein();
969             if (direct ? (isDna != fromDna) : (isDna == fromDna))
970             {
971               // skip this sequence because it is wrong molecule type
972               continue;
973             }
974           }
975
976           // look for direct or indirect references in common
977           DBRefEntry[] poss = nxt.getDBRefs();
978           List<DBRefEntry> cands = null;
979
980           // todo: indirect specifies we select either direct references to nxt
981           // that match xrf which is indirect to sequenceI, or indirect
982           // references to nxt that match xrf which is direct to sequenceI
983           cands = DBRefUtils.searchRefs(poss, xrf);
984           // else
985           // {
986           // poss = DBRefUtils.selectDbRefs(nxt.isProtein()!fromDna, poss);
987           // cands = DBRefUtils.searchRefs(poss, xrf);
988           // }
989           if (!cands.isEmpty())
990           {
991             if (foundSeqs.contains(nxt))
992             {
993               continue;
994             }
995             found = true;
996             foundSeqs.add(nxt);
997             if (mappings != null && !direct)
998             {
999               /*
1000                * if the matched sequence has mapped dbrefs to
1001                * protein product / cdna, add equivalent mappings to
1002                * our source sequence
1003                */
1004               for (DBRefEntry candidate : cands)
1005               {
1006                 Mapping mapping = candidate.getMap();
1007                 if (mapping != null)
1008                 {
1009                   MapList map = mapping.getMap();
1010                   if (mapping.getTo() != null
1011                           && map.getFromRatio() != map.getToRatio())
1012                   {
1013                     /*
1014                      * add a mapping, as from dna to peptide sequence
1015                      */
1016                     if (map.getFromRatio() == 3)
1017                     {
1018                       mappings.addMap(nxt, fromSeq, map);
1019                     }
1020                     else
1021                     {
1022                       mappings.addMap(nxt, fromSeq, map.getInverse());
1023                     }
1024                   }
1025                 }
1026               }
1027             }
1028           }
1029         }
1030       }
1031     }
1032     return found;
1033   }
1034 }