test/jalview/analysis/AlignmentUtilsTests.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
  24 import static org.testng.AssertJUnit.assertEquals;
  25 import static org.testng.AssertJUnit.assertFalse;
  26 import static org.testng.AssertJUnit.assertNull;
  27 import static org.testng.AssertJUnit.assertSame;
  28 import static org.testng.AssertJUnit.assertTrue;
  29
  30 import jalview.datamodel.AlignedCodonFrame;
  31 import jalview.datamodel.Alignment;
  32 import jalview.datamodel.AlignmentAnnotation;
  33 import jalview.datamodel.AlignmentI;
  34 import jalview.datamodel.Annotation;
  35 import jalview.datamodel.DBRefEntry;
  36 import jalview.datamodel.Mapping;
  37 import jalview.datamodel.SearchResults;
  38 import jalview.datamodel.SearchResults.Match;
  39 import jalview.datamodel.Sequence;
  40 import jalview.datamodel.SequenceI;
  41 import jalview.io.AppletFormatAdapter;
  42 import jalview.io.FormatAdapter;
  43 import jalview.util.MapList;
  44 import jalview.util.MappingUtils;
  45
  46 import java.io.IOException;
  47 import java.util.ArrayList;
  48 import java.util.Arrays;
  49 import java.util.Collections;
  50 import java.util.HashSet;
  51 import java.util.Iterator;
  52 import java.util.LinkedHashSet;
  53 import java.util.List;
  54 import java.util.Map;
  55 import java.util.Set;
  56
  57 import org.testng.annotations.Test;
  58
  59 public class AlignmentUtilsTests
  60 {
  61   // @formatter:off
  62   private static final String TEST_DATA =
  63           "# STOCKHOLM 1.0\n" +
  64           "#=GS D.melanogaster.1 AC AY119185.1/838-902\n" +
  65           "#=GS D.melanogaster.2 AC AC092237.1/57223-57161\n" +
  66           "#=GS D.melanogaster.3 AC AY060611.1/560-627\n" +
  67           "D.melanogaster.1          G.AGCC.CU...AUGAUCGA\n" +
  68           "#=GR D.melanogaster.1 SS  ................((((\n" +
  69           "D.melanogaster.2          C.AUUCAACU.UAUGAGGAU\n" +
  70           "#=GR D.melanogaster.2 SS  ................((((\n" +
  71           "D.melanogaster.3          G.UGGCGCU..UAUGACGCA\n" +
  72           "#=GR D.melanogaster.3 SS  (.(((...(....(((((((\n" +
  73           "//";
  74
  75   private static final String AA_SEQS_1 =
  76           ">Seq1Name\n" +
  77           "K-QY--L\n" +
  78           ">Seq2Name\n" +
  79           "-R-FP-W-\n";
  80
  81   private static final String CDNA_SEQS_1 =
  82           ">Seq1Name\n" +
  83           "AC-GG--CUC-CAA-CT\n" +
  84           ">Seq2Name\n" +
  85           "-CG-TTA--ACG---AAGT\n";
  86
  87   private static final String CDNA_SEQS_2 =
  88           ">Seq1Name\n" +
  89           "GCTCGUCGTACT\n" +
  90           ">Seq2Name\n" +
  91           "GGGTCAGGCAGT\n";
  92   // @formatter:on
  93
  94   // public static Sequence ts=new
  95   // Sequence("short","ASDASDASDASDASDASDASDASDASDASDASDASDASD");
  96   public static Sequence ts = new Sequence("short",
  97           "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklm");
  98
  99   @Test(groups ={ "Functional" })
 100   public void testExpandContext()
 101   {
 102     AlignmentI al = new Alignment(new Sequence[] {});
 103     for (int i = 4; i < 14; i += 2)
 104     {
 105       SequenceI s1=ts.deriveSequence().getSubSequence(i, i+7);
 106       al.addSequence(s1);
 107     }
 108     System.out.println(new AppletFormatAdapter().formatSequences("Clustal", al, true));
 109     for (int flnk=-1;flnk<25; flnk++)
 110     {
 111       AlignmentI exp = AlignmentUtils.expandContext(al, flnk);
 112       System.out.println("\nFlank size: " + flnk);
 113       System.out.println(new AppletFormatAdapter().formatSequences(
 114               "Clustal", exp, true));
 115       if (flnk == -1)
 116       {
 117         /*
 118          * Full expansion to complete sequences
 119          */
 120         for (SequenceI sq : exp.getSequences())
 121         {
 122           String ung = sq.getSequenceAsString().replaceAll("-+", "");
 123           final String errorMsg = "Flanking sequence not the same as original dataset sequence.\n"
 124                   + ung
 125                   + "\n"
 126                   + sq.getDatasetSequence().getSequenceAsString();
 127           assertTrue(errorMsg, ung.equalsIgnoreCase(sq.getDatasetSequence()
 128                   .getSequenceAsString()));
 129         }
 130       }
 131       else if (flnk == 24)
 132       {
 133         /*
 134          * Last sequence is fully expanded, others have leading gaps to match
 135          */
 136         assertTrue(exp.getSequenceAt(4).getSequenceAsString()
 137                 .startsWith("abc"));
 138         assertTrue(exp.getSequenceAt(3).getSequenceAsString()
 139                 .startsWith("--abc"));
 140         assertTrue(exp.getSequenceAt(2).getSequenceAsString()
 141                 .startsWith("----abc"));
 142         assertTrue(exp.getSequenceAt(1).getSequenceAsString()
 143                 .startsWith("------abc"));
 144         assertTrue(exp.getSequenceAt(0).getSequenceAsString()
 145                 .startsWith("--------abc"));
 146       }
 147     }
 148   }
 149
 150   /**
 151    * Test that annotations are correctly adjusted by expandContext
 152    */
 153   @Test(groups ={ "Functional" })
 154   public void testExpandContext_annotation()
 155   {
 156     AlignmentI al = new Alignment(new Sequence[]
 157     {});
 158     SequenceI ds = new Sequence("Seq1", "ABCDEFGHI");
 159     // subsequence DEF:
 160     SequenceI seq1 = ds.deriveSequence().getSubSequence(3, 6);
 161     al.addSequence(seq1);
 162
 163     /*
 164      * Annotate DEF with 4/5/6 respectively
 165      */
 166     Annotation[] anns = new Annotation[]
 167     { new Annotation(4), new Annotation(5), new Annotation(6) };
 168     AlignmentAnnotation ann = new AlignmentAnnotation("SS",
 169             "secondary structure", anns);
 170     seq1.addAlignmentAnnotation(ann);
 171
 172     /*
 173      * The annotations array should match aligned positions
 174      */
 175     assertEquals(3, ann.annotations.length);
 176     assertEquals(4, ann.annotations[0].value, 0.001);
 177     assertEquals(5, ann.annotations[1].value, 0.001);
 178     assertEquals(6, ann.annotations[2].value, 0.001);
 179
 180     /*
 181      * Check annotation to sequence position mappings before expanding the
 182      * sequence; these are set up in Sequence.addAlignmentAnnotation ->
 183      * Annotation.setSequenceRef -> createSequenceMappings
 184      */
 185     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(1));
 186     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(2));
 187     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(3));
 188     assertEquals(4, ann.getAnnotationForPosition(4).value, 0.001);
 189     assertEquals(5, ann.getAnnotationForPosition(5).value, 0.001);
 190     assertEquals(6, ann.getAnnotationForPosition(6).value, 0.001);
 191     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(7));
 192     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(8));
 193     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(9));
 194
 195     /*
 196      * Expand the subsequence to the full sequence abcDEFghi
 197      */
 198     AlignmentI expanded = AlignmentUtils.expandContext(al, -1);
 199     assertEquals("abcDEFghi", expanded.getSequenceAt(0)
 200             .getSequenceAsString());
 201
 202     /*
 203      * Confirm the alignment and sequence have the same SS annotation,
 204      * referencing the expanded sequence
 205      */
 206     ann = expanded.getSequenceAt(0).getAnnotation()[0];
 207     assertSame(ann, expanded.getAlignmentAnnotation()[0]);
 208     assertSame(expanded.getSequenceAt(0), ann.sequenceRef);
 209
 210     /*
 211      * The annotations array should have null values except for annotated
 212      * positions
 213      */
 214     assertNull(ann.annotations[0]);
 215     assertNull(ann.annotations[1]);
 216     assertNull(ann.annotations[2]);
 217     assertEquals(4, ann.annotations[3].value, 0.001);
 218     assertEquals(5, ann.annotations[4].value, 0.001);
 219     assertEquals(6, ann.annotations[5].value, 0.001);
 220     assertNull(ann.annotations[6]);
 221     assertNull(ann.annotations[7]);
 222     assertNull(ann.annotations[8]);
 223
 224     /*
 225      * sequence position mappings should be unchanged
 226      */
 227     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(1));
 228     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(2));
 229     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(3));
 230     assertEquals(4, ann.getAnnotationForPosition(4).value, 0.001);
 231     assertEquals(5, ann.getAnnotationForPosition(5).value, 0.001);
 232     assertEquals(6, ann.getAnnotationForPosition(6).value, 0.001);
 233     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(7));
 234     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(8));
 235     assertNull(ann.getAnnotationForPosition(9));
 236   }
 237
 238   /**
 239    * Test method that returns a map of lists of sequences by sequence name.
 240    *
 241    * @throws IOException
 242    */
 243   @Test(groups ={ "Functional" })
 244   public void testGetSequencesByName() throws IOException
 245   {
 246     final String data = ">Seq1Name\nKQYL\n" + ">Seq2Name\nRFPW\n"
 247             + ">Seq1Name\nABCD\n";
 248     AlignmentI al = loadAlignment(data, "FASTA");
 249     Map<String, List<SequenceI>> map = AlignmentUtils
 250             .getSequencesByName(al);
 251     assertEquals(2, map.keySet().size());
 252     assertEquals(2, map.get("Seq1Name").size());
 253     assertEquals("KQYL", map.get("Seq1Name").get(0).getSequenceAsString());
 254     assertEquals("ABCD", map.get("Seq1Name").get(1).getSequenceAsString());
 255     assertEquals(1, map.get("Seq2Name").size());
 256     assertEquals("RFPW", map.get("Seq2Name").get(0).getSequenceAsString());
 257   }
 258   /**
 259    * Helper method to load an alignment and ensure dataset sequences are set up.
 260    *
 261    * @param data
 262    * @param format TODO
 263    * @return
 264    * @throws IOException
 265    */
 266   protected AlignmentI loadAlignment(final String data, String format) throws IOException
 267   {
 268     AlignmentI a = new FormatAdapter().readFile(data,
 269             AppletFormatAdapter.PASTE, format);
 270     a.setDataset(null);
 271     return a;
 272   }
 273
 274   /**
 275    * Test mapping of protein to cDNA, for the case where we have no sequence
 276    * cross-references, so mappings are made first-served 1-1 where sequences
 277    * translate.
 278    *
 279    * @throws IOException
 280    */
 281   @Test(groups ={ "Functional" })
 282   public void testMapProteinToCdna_noXrefs() throws IOException
 283   {
 284     List<SequenceI> protseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 285     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12345", "EIQ"));
 286     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12346", "EIQ"));
 287     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12347", "SAR"));
 288     AlignmentI protein = new Alignment(protseqs.toArray(new SequenceI[3]));
 289     protein.setDataset(null);
 290
 291     List<SequenceI> dnaseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 292     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A11111", "TCAGCACGC")); // = SAR
 293     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A22222", "GAGATACAA")); // = EIQ
 294     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A33333", "GAAATCCAG")); // = EIQ
 295     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A44444", "GAAATTCAG")); // = EIQ
 296     AlignmentI cdna = new Alignment(dnaseqs.toArray(new SequenceI[4]));
 297     cdna.setDataset(null);
 298
 299     assertTrue(AlignmentUtils.mapProteinToCdna(protein, cdna));
 300
 301     // 3 mappings made, each from 1 to 1 sequence
 302     assertEquals(3, protein.getCodonFrames().size());
 303     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(0)).size());
 304     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).size());
 305     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(2)).size());
 306
 307     // V12345 mapped to A22222
 308     AlignedCodonFrame acf = protein.getCodonFrame(
 309             protein.getSequenceAt(0)).get(0);
 310     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 311     assertEquals(cdna.getSequenceAt(1).getDatasetSequence(),
 312             acf.getdnaSeqs()[0]);
 313     Mapping[] protMappings = acf.getProtMappings();
 314     assertEquals(1, protMappings.length);
 315     MapList mapList = protMappings[0].getMap();
 316     assertEquals(3, mapList.getFromRatio());
 317     assertEquals(1, mapList.getToRatio());
 318     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 319     { 1, 9 }, mapList.getFromRanges().get(0)));
 320     assertEquals(1, mapList.getFromRanges().size());
 321     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 322     { 1, 3 }, mapList.getToRanges().get(0)));
 323     assertEquals(1, mapList.getToRanges().size());
 324
 325     // V12346 mapped to A33333
 326     acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).get(0);
 327     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 328     assertEquals(cdna.getSequenceAt(2).getDatasetSequence(),
 329             acf.getdnaSeqs()[0]);
 330
 331     // V12347 mapped to A11111
 332     acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(2)).get(0);
 333     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 334     assertEquals(cdna.getSequenceAt(0).getDatasetSequence(),
 335             acf.getdnaSeqs()[0]);
 336
 337     // no mapping involving the 'extra' A44444
 338     assertTrue(protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(3)).isEmpty());
 339   }
 340
 341   /**
 342    * Test for the alignSequenceAs method that takes two sequences and a mapping.
 343    */
 344   @Test(groups ={ "Functional" })
 345   public void testAlignSequenceAs_withMapping_noIntrons()
 346   {
 347     MapList map = new MapList(new int[]
 348     { 1, 6 }, new int[]
 349     { 1, 2 }, 3, 1);
 350
 351     /*
 352      * No existing gaps in dna:
 353      */
 354     checkAlignSequenceAs("GGGAAA", "-A-L-", false, false, map,
 355             "---GGG---AAA");
 356
 357     /*
 358      * Now introduce gaps in dna but ignore them when realigning.
 359      */
 360     checkAlignSequenceAs("-G-G-G-A-A-A-", "-A-L-", false, false, map,
 361             "---GGG---AAA");
 362
 363     /*
 364      * Now include gaps in dna when realigning. First retaining 'mapped' gaps
 365      * only, i.e. those within the exon region.
 366      */
 367     checkAlignSequenceAs("-G-G--G-A--A-A-", "-A-L-", true, false, map,
 368             "---G-G--G---A--A-A");
 369
 370     /*
 371      * Include all gaps in dna when realigning (within and without the exon
 372      * region). The leading gap, and the gaps between codons, are subsumed by
 373      * the protein alignment gap.
 374      */
 375     checkAlignSequenceAs("-G-GG--AA-A-", "-A-L-", true, true, map,
 376             "---G-GG---AA-A-");
 377
 378     /*
 379      * Include only unmapped gaps in dna when realigning (outside the exon
 380      * region). The leading gap, and the gaps between codons, are subsumed by
 381      * the protein alignment gap.
 382      */
 383     checkAlignSequenceAs("-G-GG--AA-A-", "-A-L-", false, true, map,
 384             "---GGG---AAA-");
 385   }
 386
 387   /**
 388    * Test for the alignSequenceAs method that takes two sequences and a mapping.
 389    */
 390   @Test(groups ={ "Functional" })
 391   public void testAlignSequenceAs_withMapping_withIntrons()
 392   {
 393     /*
 394      * Exons at codon 2 (AAA) and 4 (TTT)
 395      */
 396     MapList map = new MapList(new int[]
 397     { 4, 6, 10, 12 }, new int[]
 398     { 1, 2 }, 3, 1);
 399
 400     /*
 401      * Simple case: no gaps in dna
 402      */
 403     checkAlignSequenceAs("GGGAAACCCTTTGGG", "--A-L-", false, false, map,
 404             "GGG---AAACCCTTTGGG");
 405
 406     /*
 407      * Add gaps to dna - but ignore when realigning.
 408      */
 409     checkAlignSequenceAs("-G-G-G--A--A---AC-CC-T-TT-GG-G-", "--A-L-",
 410             false, false, map, "GGG---AAACCCTTTGGG");
 411
 412     /*
 413      * Add gaps to dna - include within exons only when realigning.
 414      */
 415     checkAlignSequenceAs("-G-G-G--A--A---A-C-CC-T-TT-GG-G-", "--A-L-",
 416             true, false, map, "GGG---A--A---ACCCT-TTGGG");
 417
 418     /*
 419      * Include gaps outside exons only when realigning.
 420      */
 421     checkAlignSequenceAs("-G-G-G--A--A---A-C-CC-T-TT-GG-G-", "--A-L-",
 422             false, true, map, "-G-G-GAAAC-CCTTT-GG-G-");
 423
 424     /*
 425      * Include gaps following first intron if we are 'preserving mapped gaps'
 426      */
 427     checkAlignSequenceAs("-G-G-G--A--A---A-C-CC-T-TT-GG-G-", "--A-L-",
 428             true, true, map, "-G-G-G--A--A---A-C-CC-T-TT-GG-G-");
 429
 430     /*
 431      * Include all gaps in dna when realigning.
 432      */
 433     checkAlignSequenceAs("-G-G-G--A--A---A-C-CC-T-TT-GG-G-", "--A-L-",
 434             true, true, map, "-G-G-G--A--A---A-C-CC-T-TT-GG-G-");
 435   }
 436
 437   /**
 438    * Test for the case where not all of the protein sequence is mapped to cDNA.
 439    */
 440   @Test(groups ={ "Functional" })
 441   public void testAlignSequenceAs_withMapping_withUnmappedProtein()
 442   {
 443
 444     /*
 445      * Exons at codon 2 (AAA) and 4 (TTT) mapped to A and P
 446      */
 447     final MapList map = new MapList(new int[]
 448     { 4, 6, 10, 12 }, new int[]
 449     { 1, 1, 3, 3 }, 3, 1);
 450
 451
 452     /*
 453      * Expect alignment does nothing (aborts realignment). Change this test
 454      * first if different behaviour wanted.
 455      */
 456     checkAlignSequenceAs("GGGAAACCCTTTGGG", "-A-L-P-", false,
 457             false, map, "GGGAAACCCTTTGGG");
 458   }
 459
 460   /**
 461    * Helper method that performs and verifies the method under test.
 462    *
 463    * @param dnaSeq
 464    * @param proteinSeq
 465    * @param preserveMappedGaps
 466    * @param preserveUnmappedGaps
 467    * @param map
 468    * @param expected
 469    */
 470   protected void checkAlignSequenceAs(final String dnaSeq,
 471           final String proteinSeq, final boolean preserveMappedGaps,
 472           final boolean preserveUnmappedGaps, MapList map,
 473           final String expected)
 474   {
 475     SequenceI dna = new Sequence("Seq1", dnaSeq);
 476     dna.createDatasetSequence();
 477     SequenceI protein = new Sequence("Seq1", proteinSeq);
 478     protein.createDatasetSequence();
 479     AlignedCodonFrame acf = new AlignedCodonFrame();
 480     acf.addMap(dna.getDatasetSequence(), protein.getDatasetSequence(), map);
 481
 482     AlignmentUtils.alignSequenceAs(dna, protein, acf, "---", '-',
 483             preserveMappedGaps, preserveUnmappedGaps);
 484     assertEquals(expected, dna.getSequenceAsString());
 485   }
 486
 487   /**
 488    * Test for the alignSequenceAs method where we preserve gaps in introns only.
 489    */
 490   @Test(groups ={ "Functional" })
 491   public void testAlignSequenceAs_keepIntronGapsOnly()
 492   {
 493
 494     /*
 495      * Intron GGGAAA followed by exon CCCTTT
 496      */
 497     MapList map = new MapList(new int[]
 498     { 7, 12 }, new int[]
 499     { 1, 2 }, 3, 1);
 500
 501     checkAlignSequenceAs("GG-G-AA-A-C-CC-T-TT", "AL",
 502             false, true, map, "GG-G-AA-ACCCTTT");
 503   }
 504
 505   /**
 506    * Test for the method that generates an aligned translated sequence from one
 507    * mapping.
 508    */
 509   @Test(groups ={ "Functional" })
 510   public void testGetAlignedTranslation_dnaLikeProtein()
 511   {
 512     // dna alignment will be replaced
 513     SequenceI dna = new Sequence("Seq1", "T-G-CC-A--T-TAC-CAG-");
 514     dna.createDatasetSequence();
 515     // protein alignment will be 'applied' to dna
 516     SequenceI protein = new Sequence("Seq1", "-CH-Y--Q-");
 517     protein.createDatasetSequence();
 518     MapList map = new MapList(new int[]
 519     { 1, 12 }, new int[]
 520     { 1, 4 }, 3, 1);
 521     AlignedCodonFrame acf = new AlignedCodonFrame();
 522     acf.addMap(dna.getDatasetSequence(), protein.getDatasetSequence(), map);
 523
 524     final SequenceI aligned = AlignmentUtils
 525                 .getAlignedTranslation(protein, '-', acf);
 526     assertEquals("---TGCCAT---TAC------CAG---", aligned.getSequenceAsString());
 527     assertSame(aligned.getDatasetSequence(), dna.getDatasetSequence());
 528   }
 529
 530   /**
 531    * Test the method that realigns protein to match mapped codon alignment.
 532    */
 533   @Test(groups ={ "Functional" })
 534   public void testAlignProteinAsDna()
 535   {
 536     // seq1 codons are [1,2,3] [4,5,6] [7,8,9] [10,11,12]
 537     SequenceI dna1 = new Sequence("Seq1", "TGCCATTACCAG-");
 538     // seq2 codons are [1,3,4] [5,6,7] [8,9,10] [11,12,13]
 539     SequenceI dna2 = new Sequence("Seq2", "T-GCCATTACCAG");
 540     // seq3 codons are [1,2,3] [4,5,7] [8,9,10] [11,12,13]
 541     SequenceI dna3 = new Sequence("Seq3", "TGCCA-TTACCAG");
 542     AlignmentI dna = new Alignment(new SequenceI[]
 543     { dna1, dna2, dna3 });
 544     dna.setDataset(null);
 545
 546     // protein alignment will be realigned like dna
 547     SequenceI prot1 = new Sequence("Seq1", "CHYQ");
 548     SequenceI prot2 = new Sequence("Seq2", "CHYQ");
 549     SequenceI prot3 = new Sequence("Seq3", "CHYQ");
 550     AlignmentI protein = new Alignment(new SequenceI[]
 551     { prot1, prot2, prot3 });
 552     protein.setDataset(null);
 553
 554     MapList map = new MapList(new int[]
 555     { 1, 12 }, new int[]
 556     { 1, 4 }, 3, 1);
 557     AlignedCodonFrame acf = new AlignedCodonFrame();
 558     acf.addMap(dna1.getDatasetSequence(), prot1.getDatasetSequence(), map);
 559     acf.addMap(dna2.getDatasetSequence(), prot2.getDatasetSequence(), map);
 560     acf.addMap(dna3.getDatasetSequence(), prot3.getDatasetSequence(), map);
 561     protein.setCodonFrames(Collections.singleton(acf));
 562
 563     /*
 564      * Translated codon order is [1,2,3] [1,3,4] [4,5,6] [4,5,7] [5,6,7] [7,8,9]
 565      * [8,9,10] [10,11,12] [11,12,13]
 566      */
 567     AlignmentUtils.alignProteinAsDna(protein, dna);
 568     assertEquals("C-H--Y-Q-", prot1.getSequenceAsString());
 569     assertEquals("-C--H-Y-Q", prot2.getSequenceAsString());
 570     assertEquals("C--H--Y-Q", prot3.getSequenceAsString());
 571   }
 572
 573   /**
 574    * Test the method that tests whether a CDNA sequence translates to a protein
 575    * sequence
 576    */
 577   @Test(groups ={ "Functional" })
 578   public void testTranslatesAs()
 579   {
 580     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs("tttcccaaaggg".toCharArray(), 0,
 581             "FPKG".toCharArray()));
 582     // with start codon (not in protein)
 583     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs("atgtttcccaaaggg".toCharArray(),
 584             3, "FPKG".toCharArray()));
 585     // with stop codon1 (not in protein)
 586     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs("tttcccaaagggtaa".toCharArray(),
 587             0, "FPKG".toCharArray()));
 588     // with stop codon1 (in protein as *)
 589     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs("tttcccaaagggtaa".toCharArray(),
 590             0, "FPKG*".toCharArray()));
 591     // with stop codon2 (not in protein)
 592     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs("tttcccaaagggtag".toCharArray(),
 593             0, "FPKG".toCharArray()));
 594     // with stop codon3 (not in protein)
 595     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs("tttcccaaagggtga".toCharArray(),
 596             0, "FPKG".toCharArray()));
 597     // with start and stop codon1
 598     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs(
 599             "atgtttcccaaagggtaa".toCharArray(), 3, "FPKG".toCharArray()));
 600     // with start and stop codon1 (in protein as *)
 601     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs(
 602             "atgtttcccaaagggtaa".toCharArray(), 3, "FPKG*".toCharArray()));
 603     // with start and stop codon2
 604     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs(
 605             "atgtttcccaaagggtag".toCharArray(), 3, "FPKG".toCharArray()));
 606     // with start and stop codon3
 607     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs(
 608             "atgtttcccaaagggtga".toCharArray(), 3, "FPKG".toCharArray()));
 609
 610     // with embedded stop codon
 611     assertTrue(AlignmentUtils.translatesAs(
 612             "atgtttTAGcccaaaTAAgggtga".toCharArray(), 3,
 613             "F*PK*G".toCharArray()));
 614
 615     // wrong protein
 616     assertFalse(AlignmentUtils.translatesAs("tttcccaaaggg".toCharArray(),
 617             0,
 618             "FPMG".toCharArray()));
 619   }
 620
 621   /**
 622    * Test mapping of protein to cDNA, for cases where the cDNA has start and/or
 623    * stop codons in addition to the protein coding sequence.
 624    *
 625    * @throws IOException
 626    */
 627   @Test(groups ={ "Functional" })
 628   public void testMapProteinToCdna_withStartAndStopCodons()
 629           throws IOException
 630   {
 631     List<SequenceI> protseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 632     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12345", "EIQ"));
 633     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12346", "EIQ"));
 634     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12347", "SAR"));
 635     AlignmentI protein = new Alignment(protseqs.toArray(new SequenceI[3]));
 636     protein.setDataset(null);
 637
 638     List<SequenceI> dnaseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 639     // start + SAR:
 640     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A11111", "ATGTCAGCACGC"));
 641     // = EIQ + stop
 642     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A22222", "GAGATACAATAA"));
 643     // = start +EIQ + stop
 644     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A33333", "ATGGAAATCCAGTAG"));
 645     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A44444", "GAAATTCAG"));
 646     AlignmentI cdna = new Alignment(dnaseqs.toArray(new SequenceI[4]));
 647     cdna.setDataset(null);
 648
 649     assertTrue(AlignmentUtils.mapProteinToCdna(protein, cdna));
 650
 651     // 3 mappings made, each from 1 to 1 sequence
 652     assertEquals(3, protein.getCodonFrames().size());
 653     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(0)).size());
 654     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).size());
 655     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(2)).size());
 656
 657     // V12345 mapped from A22222
 658     AlignedCodonFrame acf = protein.getCodonFrame(
 659             protein.getSequenceAt(0)).get(0);
 660     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 661     assertEquals(cdna.getSequenceAt(1).getDatasetSequence(),
 662             acf.getdnaSeqs()[0]);
 663     Mapping[] protMappings = acf.getProtMappings();
 664     assertEquals(1, protMappings.length);
 665     MapList mapList = protMappings[0].getMap();
 666     assertEquals(3, mapList.getFromRatio());
 667     assertEquals(1, mapList.getToRatio());
 668     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 669     { 1, 9 }, mapList.getFromRanges().get(0)));
 670     assertEquals(1, mapList.getFromRanges().size());
 671     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 672     { 1, 3 }, mapList.getToRanges().get(0)));
 673     assertEquals(1, mapList.getToRanges().size());
 674
 675     // V12346 mapped from A33333 starting position 4
 676     acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).get(0);
 677     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 678     assertEquals(cdna.getSequenceAt(2).getDatasetSequence(),
 679             acf.getdnaSeqs()[0]);
 680     protMappings = acf.getProtMappings();
 681     assertEquals(1, protMappings.length);
 682     mapList = protMappings[0].getMap();
 683     assertEquals(3, mapList.getFromRatio());
 684     assertEquals(1, mapList.getToRatio());
 685     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 686     { 4, 12 }, mapList.getFromRanges().get(0)));
 687     assertEquals(1, mapList.getFromRanges().size());
 688     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 689     { 1, 3 }, mapList.getToRanges().get(0)));
 690     assertEquals(1, mapList.getToRanges().size());
 691
 692     // V12347 mapped to A11111 starting position 4
 693     acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(2)).get(0);
 694     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 695     assertEquals(cdna.getSequenceAt(0).getDatasetSequence(),
 696             acf.getdnaSeqs()[0]);
 697     protMappings = acf.getProtMappings();
 698     assertEquals(1, protMappings.length);
 699     mapList = protMappings[0].getMap();
 700     assertEquals(3, mapList.getFromRatio());
 701     assertEquals(1, mapList.getToRatio());
 702     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 703     { 4, 12 }, mapList.getFromRanges().get(0)));
 704     assertEquals(1, mapList.getFromRanges().size());
 705     assertTrue(Arrays.equals(new int[]
 706     { 1, 3 }, mapList.getToRanges().get(0)));
 707     assertEquals(1, mapList.getToRanges().size());
 708
 709     // no mapping involving the 'extra' A44444
 710     assertTrue(protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(3)).isEmpty());
 711   }
 712
 713   /**
 714    * Test mapping of protein to cDNA, for the case where we have some sequence
 715    * cross-references. Verify that 1-to-many mappings are made where
 716    * cross-references exist and sequences are mappable.
 717    *
 718    * @throws IOException
 719    */
 720   @Test(groups ={ "Functional" })
 721   public void testMapProteinToCdna_withXrefs() throws IOException
 722   {
 723     List<SequenceI> protseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 724     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12345", "EIQ"));
 725     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12346", "EIQ"));
 726     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12347", "SAR"));
 727     AlignmentI protein = new Alignment(protseqs.toArray(new SequenceI[3]));
 728     protein.setDataset(null);
 729
 730     List<SequenceI> dnaseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 731     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A11111", "TCAGCACGC")); // = SAR
 732     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A22222", "ATGGAGATACAA")); // = start + EIQ
 733     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A33333", "GAAATCCAG")); // = EIQ
 734     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A44444", "GAAATTCAG")); // = EIQ
 735     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A55555", "GAGATTCAG")); // = EIQ
 736     AlignmentI cdna = new Alignment(dnaseqs.toArray(new SequenceI[5]));
 737     cdna.setDataset(null);
 738
 739     // Xref A22222 to V12345 (should get mapped)
 740     dnaseqs.get(1).addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "V12345"));
 741     // Xref V12345 to A44444 (should get mapped)
 742     protseqs.get(0).addDBRef(new DBRefEntry("EMBL", "1", "A44444"));
 743     // Xref A33333 to V12347 (sequence mismatch - should not get mapped)
 744     dnaseqs.get(2).addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "V12347"));
 745     // as V12345 is mapped to A22222 and A44444, this leaves V12346 unmapped.
 746     // it should get paired up with the unmapped A33333
 747     // A11111 should be mapped to V12347
 748     // A55555 is spare and has no xref so is not mapped
 749
 750     assertTrue(AlignmentUtils.mapProteinToCdna(protein, cdna));
 751
 752     // 4 protein mappings made for 3 proteins, 2 to V12345, 1 each to V12346/7
 753     assertEquals(3, protein.getCodonFrames().size());
 754     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(0)).size());
 755     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).size());
 756     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(2)).size());
 757
 758     // one mapping for each of the first 4 cDNA sequences
 759     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(0)).size());
 760     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(1)).size());
 761     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(2)).size());
 762     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(3)).size());
 763
 764     // V12345 mapped to A22222 and A44444
 765     AlignedCodonFrame acf = protein.getCodonFrame(
 766             protein.getSequenceAt(0)).get(0);
 767     assertEquals(2, acf.getdnaSeqs().length);
 768     assertEquals(cdna.getSequenceAt(1).getDatasetSequence(),
 769             acf.getdnaSeqs()[0]);
 770     assertEquals(cdna.getSequenceAt(3).getDatasetSequence(),
 771             acf.getdnaSeqs()[1]);
 772
 773     // V12346 mapped to A33333
 774     acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).get(0);
 775     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 776     assertEquals(cdna.getSequenceAt(2).getDatasetSequence(),
 777             acf.getdnaSeqs()[0]);
 778
 779     // V12347 mapped to A11111
 780     acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(2)).get(0);
 781     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 782     assertEquals(cdna.getSequenceAt(0).getDatasetSequence(),
 783             acf.getdnaSeqs()[0]);
 784
 785     // no mapping involving the 'extra' A55555
 786     assertTrue(protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(4)).isEmpty());
 787   }
 788
 789   /**
 790    * Test mapping of protein to cDNA, for the case where we have some sequence
 791    * cross-references. Verify that once we have made an xref mapping we don't
 792    * also map un-xrefd sequeces.
 793    *
 794    * @throws IOException
 795    */
 796   @Test(groups ={ "Functional" })
 797   public void testMapProteinToCdna_prioritiseXrefs() throws IOException
 798   {
 799     List<SequenceI> protseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 800     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12345", "EIQ"));
 801     protseqs.add(new Sequence("UNIPROT|V12346", "EIQ"));
 802     AlignmentI protein = new Alignment(
 803             protseqs.toArray(new SequenceI[protseqs.size()]));
 804     protein.setDataset(null);
 805
 806     List<SequenceI> dnaseqs = new ArrayList<SequenceI>();
 807     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A11111", "GAAATCCAG")); // = EIQ
 808     dnaseqs.add(new Sequence("EMBL|A22222", "GAAATTCAG")); // = EIQ
 809     AlignmentI cdna = new Alignment(dnaseqs.toArray(new SequenceI[dnaseqs
 810             .size()]));
 811     cdna.setDataset(null);
 812
 813     // Xref A22222 to V12345 (should get mapped)
 814     // A11111 should then be mapped to the unmapped V12346
 815     dnaseqs.get(1).addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "V12345"));
 816
 817     assertTrue(AlignmentUtils.mapProteinToCdna(protein, cdna));
 818
 819     // 2 protein mappings made
 820     assertEquals(2, protein.getCodonFrames().size());
 821     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(0)).size());
 822     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).size());
 823
 824     // one mapping for each of the cDNA sequences
 825     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(0)).size());
 826     assertEquals(1, protein.getCodonFrame(cdna.getSequenceAt(1)).size());
 827
 828     // V12345 mapped to A22222
 829     AlignedCodonFrame acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(0))
 830             .get(0);
 831     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 832     assertEquals(cdna.getSequenceAt(1).getDatasetSequence(),
 833             acf.getdnaSeqs()[0]);
 834
 835     // V12346 mapped to A11111
 836     acf = protein.getCodonFrame(protein.getSequenceAt(1)).get(0);
 837     assertEquals(1, acf.getdnaSeqs().length);
 838     assertEquals(cdna.getSequenceAt(0).getDatasetSequence(),
 839             acf.getdnaSeqs()[0]);
 840   }
 841
 842   /**
 843    * Test the method that shows or hides sequence annotations by type(s) and
 844    * selection group.
 845    */
 846   @Test(groups ={ "Functional" })
 847   public void testShowOrHideSequenceAnnotations()
 848   {
 849     SequenceI seq1 = new Sequence("Seq1", "AAA");
 850     SequenceI seq2 = new Sequence("Seq2", "BBB");
 851     SequenceI seq3 = new Sequence("Seq3", "CCC");
 852     Annotation[] anns = new Annotation[]
 853     { new Annotation(2f) };
 854     AlignmentAnnotation ann1 = new AlignmentAnnotation("Structure", "ann1",
 855             anns);
 856     ann1.setSequenceRef(seq1);
 857     AlignmentAnnotation ann2 = new AlignmentAnnotation("Structure", "ann2",
 858             anns);
 859     ann2.setSequenceRef(seq2);
 860     AlignmentAnnotation ann3 = new AlignmentAnnotation("Structure", "ann3",
 861             anns);
 862     AlignmentAnnotation ann4 = new AlignmentAnnotation("Temp", "ann4", anns);
 863     ann4.setSequenceRef(seq1);
 864     AlignmentAnnotation ann5 = new AlignmentAnnotation("Temp", "ann5", anns);
 865     ann5.setSequenceRef(seq2);
 866     AlignmentAnnotation ann6 = new AlignmentAnnotation("Temp", "ann6", anns);
 867     AlignmentI al = new Alignment(new SequenceI[] {seq1, seq2, seq3});
 868     al.addAnnotation(ann1); // Structure for Seq1
 869     al.addAnnotation(ann2); // Structure for Seq2
 870     al.addAnnotation(ann3); // Structure for no sequence
 871     al.addAnnotation(ann4); // Temp for seq1
 872     al.addAnnotation(ann5); // Temp for seq2
 873     al.addAnnotation(ann6); // Temp for no sequence
 874     List<String> types = new ArrayList<String>();
 875     List<SequenceI> scope = new ArrayList<SequenceI>();
 876
 877     /*
 878      * Set all sequence related Structure to hidden (ann1, ann2)
 879      */
 880     types.add("Structure");
 881     AlignmentUtils.showOrHideSequenceAnnotations(al, types, null, false,
 882             false);
 883     assertFalse(ann1.visible);
 884     assertFalse(ann2.visible);
 885     assertTrue(ann3.visible); // not sequence-related, not affected
 886     assertTrue(ann4.visible); // not Structure, not affected
 887     assertTrue(ann5.visible); // "
 888     assertTrue(ann6.visible); // not sequence-related, not affected
 889
 890     /*
 891      * Set Temp in {seq1, seq3} to hidden
 892      */
 893     types.clear();
 894     types.add("Temp");
 895     scope.add(seq1);
 896     scope.add(seq3);
 897     AlignmentUtils.showOrHideSequenceAnnotations(al, types, scope, false,
 898             false);
 899     assertFalse(ann1.visible); // unchanged
 900     assertFalse(ann2.visible); // unchanged
 901     assertTrue(ann3.visible); // not sequence-related, not affected
 902     assertFalse(ann4.visible); // Temp for seq1 hidden
 903     assertTrue(ann5.visible); // not in scope, not affected
 904     assertTrue(ann6.visible); // not sequence-related, not affected
 905
 906     /*
 907      * Set Temp in all sequences to hidden
 908      */
 909     types.clear();
 910     types.add("Temp");
 911     scope.add(seq1);
 912     scope.add(seq3);
 913     AlignmentUtils.showOrHideSequenceAnnotations(al, types, null, false,
 914             false);
 915     assertFalse(ann1.visible); // unchanged
 916     assertFalse(ann2.visible); // unchanged
 917     assertTrue(ann3.visible); // not sequence-related, not affected
 918     assertFalse(ann4.visible); // Temp for seq1 hidden
 919     assertFalse(ann5.visible); // Temp for seq2 hidden
 920     assertTrue(ann6.visible); // not sequence-related, not affected
 921
 922     /*
 923      * Set all types in {seq1, seq3} to visible
 924      */
 925     types.clear();
 926     scope.clear();
 927     scope.add(seq1);
 928     scope.add(seq3);
 929     AlignmentUtils.showOrHideSequenceAnnotations(al, types, scope, true,
 930             true);
 931     assertTrue(ann1.visible); // Structure for seq1 set visible
 932     assertFalse(ann2.visible); // not in scope, unchanged
 933     assertTrue(ann3.visible); // not sequence-related, not affected
 934     assertTrue(ann4.visible); // Temp for seq1 set visible
 935     assertFalse(ann5.visible); // not in scope, unchanged
 936     assertTrue(ann6.visible); // not sequence-related, not affected
 937
 938     /*
 939      * Set all types in all scope to hidden
 940      */
 941     AlignmentUtils.showOrHideSequenceAnnotations(al, types, null, true,
 942             false);
 943     assertFalse(ann1.visible);
 944     assertFalse(ann2.visible);
 945     assertTrue(ann3.visible); // not sequence-related, not affected
 946     assertFalse(ann4.visible);
 947     assertFalse(ann5.visible);
 948     assertTrue(ann6.visible); // not sequence-related, not affected
 949   }
 950
 951   /**
 952    * Tests for the method that checks if one sequence cross-references another
 953    */
 954   @Test(groups ={ "Functional" })
 955   public void testHasCrossRef()
 956   {
 957     assertFalse(AlignmentUtils.hasCrossRef(null, null));
 958     SequenceI seq1 = new Sequence("EMBL|A12345", "ABCDEF");
 959     assertFalse(AlignmentUtils.hasCrossRef(seq1, null));
 960     assertFalse(AlignmentUtils.hasCrossRef(null, seq1));
 961     SequenceI seq2 = new Sequence("UNIPROT|V20192", "ABCDEF");
 962     assertFalse(AlignmentUtils.hasCrossRef(seq1, seq2));
 963
 964     // different ref
 965     seq1.addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "v20193"));
 966     assertFalse(AlignmentUtils.hasCrossRef(seq1, seq2));
 967
 968     // case-insensitive; version number is ignored
 969     seq1.addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "v20192"));
 970     assertTrue(AlignmentUtils.hasCrossRef(seq1, seq2));
 971
 972     // right case!
 973     seq1.addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "V20192"));
 974     assertTrue(AlignmentUtils.hasCrossRef(seq1, seq2));
 975     // test is one-way only
 976     assertFalse(AlignmentUtils.hasCrossRef(seq2, seq1));
 977   }
 978
 979   /**
 980    * Tests for the method that checks if either sequence cross-references the
 981    * other
 982    */
 983   @Test(groups ={ "Functional" })
 984   public void testHaveCrossRef()
 985   {
 986     assertFalse(AlignmentUtils.hasCrossRef(null, null));
 987     SequenceI seq1 = new Sequence("EMBL|A12345", "ABCDEF");
 988     assertFalse(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq1, null));
 989     assertFalse(AlignmentUtils.haveCrossRef(null, seq1));
 990     SequenceI seq2 = new Sequence("UNIPROT|V20192", "ABCDEF");
 991     assertFalse(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq1, seq2));
 992
 993     seq1.addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "V20192"));
 994     assertTrue(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq1, seq2));
 995     // next is true for haveCrossRef, false for hasCrossRef
 996     assertTrue(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq2, seq1));
 997
 998     // now the other way round
 999     seq1.setDBRef(null);
1000     seq2.addDBRef(new DBRefEntry("EMBL", "1", "A12345"));
1001     assertTrue(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq1, seq2));
1002     assertTrue(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq2, seq1));
1003
1004     // now both ways
1005     seq1.addDBRef(new DBRefEntry("UNIPROT", "1", "V20192"));
1006     assertTrue(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq1, seq2));
1007     assertTrue(AlignmentUtils.haveCrossRef(seq2, seq1));
1008   }
1009
1010   /**
1011    * Test the method that extracts the exon-only part of a dna alignment.
1012    */
1013   @Test(groups ={ "Functional" })
1014   public void testMakeExonAlignment()
1015   {
1016     SequenceI dna1 = new Sequence("dna1", "aaaGGGcccTTTaaa");
1017     SequenceI dna2 = new Sequence("dna2", "GGGcccTTTaaaCCC");
1018     SequenceI pep1 = new Sequence("pep1", "GF");
1019     SequenceI pep2 = new Sequence("pep2", "GFP");
1020     dna1.createDatasetSequence();
1021     dna2.createDatasetSequence();
1022     pep1.createDatasetSequence();
1023     pep2.createDatasetSequence();
1024
1025     Set<AlignedCodonFrame> mappings = new HashSet<AlignedCodonFrame>();
1026     MapList map = new MapList(new int[]
1027     { 4, 6, 10, 12 }, new int[]
1028     { 1, 2 }, 3, 1);
1029     AlignedCodonFrame acf = new AlignedCodonFrame();
1030     acf.addMap(dna1.getDatasetSequence(), pep1.getDatasetSequence(), map);
1031     mappings.add(acf);
1032     map = new MapList(new int[]
1033     { 1, 3, 7, 9, 13, 15 }, new int[]
1034     { 1, 3 }, 3, 1);
1035     acf = new AlignedCodonFrame();
1036     acf.addMap(dna2.getDatasetSequence(), pep2.getDatasetSequence(), map);
1037     mappings.add(acf);
1038
1039     AlignmentI exons = AlignmentUtils.makeExonAlignment(new SequenceI[]
1040     { dna1, dna2 }, mappings);
1041     assertEquals(2, exons.getSequences().size());
1042     assertEquals("GGGTTT", exons.getSequenceAt(0).getSequenceAsString());
1043     assertEquals("GGGTTTCCC", exons.getSequenceAt(1).getSequenceAsString());
1044
1045     /*
1046      * Verify updated mappings
1047      */
1048     assertEquals(2, mappings.size());
1049
1050     /*
1051      * Mapping from pep1 to GGGTTT in first new exon sequence
1052      */
1053     List<AlignedCodonFrame> pep1Mapping = MappingUtils
1054             .findMappingsForSequence(pep1, mappings);
1055     assertEquals(1, pep1Mapping.size());
1056     // map G to GGG
1057     SearchResults sr = MappingUtils.buildSearchResults(pep1, 1, mappings);
1058     assertEquals(1, sr.getResults().size());
1059     Match m = sr.getResults().get(0);
1060     assertEquals(exons.getSequenceAt(0).getDatasetSequence(),
1061             m.getSequence());
1062     assertEquals(1, m.getStart());
1063     assertEquals(3, m.getEnd());
1064     // map F to TTT
1065     sr = MappingUtils.buildSearchResults(pep1, 2, mappings);
1066     m = sr.getResults().get(0);
1067     assertEquals(exons.getSequenceAt(0).getDatasetSequence(),
1068             m.getSequence());
1069     assertEquals(4, m.getStart());
1070     assertEquals(6, m.getEnd());
1071
1072     /*
1073      * Mapping from pep2 to GGGTTTCCC in second new exon sequence
1074      */
1075     List<AlignedCodonFrame> pep2Mapping = MappingUtils
1076             .findMappingsForSequence(pep2, mappings);
1077     assertEquals(1, pep2Mapping.size());
1078     // map G to GGG
1079     sr = MappingUtils.buildSearchResults(pep2, 1, mappings);
1080     assertEquals(1, sr.getResults().size());
1081     m = sr.getResults().get(0);
1082     assertEquals(exons.getSequenceAt(1).getDatasetSequence(),
1083             m.getSequence());
1084     assertEquals(1, m.getStart());
1085     assertEquals(3, m.getEnd());
1086     // map F to TTT
1087     sr = MappingUtils.buildSearchResults(pep2, 2, mappings);
1088     m = sr.getResults().get(0);
1089     assertEquals(exons.getSequenceAt(1).getDatasetSequence(),
1090             m.getSequence());
1091     assertEquals(4, m.getStart());
1092     assertEquals(6, m.getEnd());
1093     // map P to CCC
1094     sr = MappingUtils.buildSearchResults(pep2, 3, mappings);
1095     m = sr.getResults().get(0);
1096     assertEquals(exons.getSequenceAt(1).getDatasetSequence(),
1097             m.getSequence());
1098     assertEquals(7, m.getStart());
1099     assertEquals(9, m.getEnd());
1100   }
1101
1102   /**
1103    * Test the method that makes an exon-only sequence from a DNA sequence and
1104    * its product mapping. Test includes the expected case that the DNA sequence
1105    * already has a protein product (Uniprot translation) which in turn has an
1106    * x-ref to the EMBLCDS record.
1107    */
1108   @Test(groups ={ "Functional" })
1109   public void testMakeExonSequences()
1110   {
1111     SequenceI dna1 = new Sequence("dna1", "aaaGGGcccTTTaaa");
1112     SequenceI pep1 = new Sequence("pep1", "GF");
1113     dna1.createDatasetSequence();
1114     pep1.createDatasetSequence();
1115     pep1.getDatasetSequence().addDBRef(
1116             new DBRefEntry("EMBLCDS", "2", "A12345"));
1117
1118     /*
1119      * Make the mapping from dna to protein. The protein sequence has a DBRef to
1120      * EMBLCDS|A12345.
1121      */
1122     Set<AlignedCodonFrame> mappings = new HashSet<AlignedCodonFrame>();
1123     MapList map = new MapList(new int[]
1124     { 4, 6, 10, 12 }, new int[]
1125     { 1, 2 }, 3, 1);
1126     AlignedCodonFrame acf = new AlignedCodonFrame();
1127     acf.addMap(dna1.getDatasetSequence(), pep1.getDatasetSequence(), map);
1128     mappings.add(acf);
1129
1130     AlignedCodonFrame newMapping = new AlignedCodonFrame();
1131     List<SequenceI> exons = AlignmentUtils.makeExonSequences(dna1, acf,
1132             newMapping);
1133     assertEquals(1, exons.size());
1134     SequenceI exon = exons.get(0);
1135
1136     assertEquals("GGGTTT", exon.getSequenceAsString());
1137     assertEquals("dna1|A12345", exon.getName());
1138     assertEquals(1, exon.getDBRef().length);
1139     DBRefEntry cdsRef = exon.getDBRef()[0];
1140     assertEquals("EMBLCDS", cdsRef.getSource());
1141     assertEquals("2", cdsRef.getVersion());
1142     assertEquals("A12345", cdsRef.getAccessionId());
1143   }
1144
1145   /**
1146    * Test the method that makes an exon-only alignment from a DNA sequence and
1147    * its product mappings, for the case where there are multiple exon mappings
1148    * to different protein products.
1149    */
1150   @Test(groups ={ "Functional" })
1151   public void testMakeExonAlignment_multipleProteins()
1152   {
1153     SequenceI dna1 = new Sequence("dna1", "aaaGGGcccTTTaaa");
1154     SequenceI pep1 = new Sequence("pep1", "GF"); // GGGTTT
1155     SequenceI pep2 = new Sequence("pep2", "KP"); // aaaccc
1156     SequenceI pep3 = new Sequence("pep3", "KF"); // aaaTTT
1157     dna1.createDatasetSequence();
1158     pep1.createDatasetSequence();
1159     pep2.createDatasetSequence();
1160     pep3.createDatasetSequence();
1161     pep1.getDatasetSequence().addDBRef(
1162             new DBRefEntry("EMBLCDS", "2", "A12345"));
1163     pep2.getDatasetSequence().addDBRef(
1164             new DBRefEntry("EMBLCDS", "3", "A12346"));
1165     pep3.getDatasetSequence().addDBRef(
1166             new DBRefEntry("EMBLCDS", "4", "A12347"));
1167
1168     /*
1169      * Make the mappings from dna to protein. Using LinkedHashset is a
1170      * convenience so results are in the input order. There is no assertion that
1171      * the generated exon sequences are in any particular order.
1172      */
1173     Set<AlignedCodonFrame> mappings = new LinkedHashSet<AlignedCodonFrame>();
1174     // map ...GGG...TTT to GF
1175     MapList map = new MapList(new int[]
1176     { 4, 6, 10, 12 }, new int[]
1177     { 1, 2 }, 3, 1);
1178     AlignedCodonFrame acf = new AlignedCodonFrame();
1179     acf.addMap(dna1.getDatasetSequence(), pep1.getDatasetSequence(), map);
1180     mappings.add(acf);
1181
1182     // map aaa...ccc to KP
1183     map = new MapList(new int[]
1184     { 1, 3, 7, 9 }, new int[]
1185     { 1, 2 }, 3, 1);
1186     acf = new AlignedCodonFrame();
1187     acf.addMap(dna1.getDatasetSequence(), pep2.getDatasetSequence(), map);
1188     mappings.add(acf);
1189
1190     // map aaa......TTT to KF
1191     map = new MapList(new int[]
1192     { 1, 3, 10, 12 }, new int[]
1193     { 1, 2 }, 3, 1);
1194     acf = new AlignedCodonFrame();
1195     acf.addMap(dna1.getDatasetSequence(), pep3.getDatasetSequence(), map);
1196     mappings.add(acf);
1197
1198     /*
1199      * Create the Exon alignment; also replaces the dna-to-protein mappings with
1200      * exon-to-protein and exon-to-dna mappings
1201      */
1202     AlignmentI exal = AlignmentUtils.makeExonAlignment(new SequenceI[]
1203     { dna1 }, mappings);
1204
1205     /*
1206      * Verify we have 3 exon sequences, mapped to pep1/2/3 respectively
1207      */
1208     List<SequenceI> exons = exal.getSequences();
1209     assertEquals(3, exons.size());
1210
1211     SequenceI exon = exons.get(0);
1212     assertEquals("GGGTTT", exon.getSequenceAsString());
1213     assertEquals("dna1|A12345", exon.getName());
1214     assertEquals(1, exon.getDBRef().length);
1215     DBRefEntry cdsRef = exon.getDBRef()[0];
1216     assertEquals("EMBLCDS", cdsRef.getSource());
1217     assertEquals("2", cdsRef.getVersion());
1218     assertEquals("A12345", cdsRef.getAccessionId());
1219
1220     exon = exons.get(1);
1221     assertEquals("aaaccc", exon.getSequenceAsString());
1222     assertEquals("dna1|A12346", exon.getName());
1223     assertEquals(1, exon.getDBRef().length);
1224     cdsRef = exon.getDBRef()[0];
1225     assertEquals("EMBLCDS", cdsRef.getSource());
1226     assertEquals("3", cdsRef.getVersion());
1227     assertEquals("A12346", cdsRef.getAccessionId());
1228
1229     exon = exons.get(2);
1230     assertEquals("aaaTTT", exon.getSequenceAsString());
1231     assertEquals("dna1|A12347", exon.getName());
1232     assertEquals(1, exon.getDBRef().length);
1233     cdsRef = exon.getDBRef()[0];
1234     assertEquals("EMBLCDS", cdsRef.getSource());
1235     assertEquals("4", cdsRef.getVersion());
1236     assertEquals("A12347", cdsRef.getAccessionId());
1237
1238     /*
1239      * Verify there are mappings from each exon sequence to its protein product
1240      * and also to its dna source
1241      */
1242     Iterator<AlignedCodonFrame> newMappingsIterator = mappings.iterator();
1243
1244     // mappings for dna1 - exon1 - pep1
1245     AlignedCodonFrame exonMapping = newMappingsIterator.next();
1246     List<Mapping> dnaMappings = exonMapping.getMappingsForSequence(dna1);
1247     assertEquals(1, dnaMappings.size());
1248     assertSame(exons.get(0).getDatasetSequence(), dnaMappings.get(0)
1249             .getTo());
1250     assertEquals("G(1) in CDS should map to G(4) in DNA", 4, dnaMappings
1251             .get(0).getMap().getToPosition(1));
1252     List<Mapping> peptideMappings = exonMapping
1253             .getMappingsForSequence(pep1);
1254     assertEquals(1, peptideMappings.size());
1255     assertSame(pep1.getDatasetSequence(), peptideMappings.get(0).getTo());
1256
1257     // mappings for dna1 - exon2 - pep2
1258     exonMapping = newMappingsIterator.next();
1259     dnaMappings = exonMapping.getMappingsForSequence(dna1);
1260     assertEquals(1, dnaMappings.size());
1261     assertSame(exons.get(1).getDatasetSequence(), dnaMappings.get(0)
1262             .getTo());
1263     assertEquals("c(4) in CDS should map to c(7) in DNA", 7, dnaMappings
1264             .get(0).getMap().getToPosition(4));
1265     peptideMappings = exonMapping.getMappingsForSequence(pep2);
1266     assertEquals(1, peptideMappings.size());
1267     assertSame(pep2.getDatasetSequence(), peptideMappings.get(0).getTo());
1268
1269     // mappings for dna1 - exon3 - pep3
1270     exonMapping = newMappingsIterator.next();
1271     dnaMappings = exonMapping.getMappingsForSequence(dna1);
1272     assertEquals(1, dnaMappings.size());
1273     assertSame(exons.get(2).getDatasetSequence(), dnaMappings.get(0)
1274             .getTo());
1275     assertEquals("T(4) in CDS should map to T(10) in DNA", 10, dnaMappings
1276             .get(0).getMap().getToPosition(4));
1277     peptideMappings = exonMapping.getMappingsForSequence(pep3);
1278     assertEquals(1, peptideMappings.size());
1279     assertSame(pep3.getDatasetSequence(), peptideMappings.get(0).getTo());
1280   }
1281
1282   @Test(groups = { "Functional" })
1283   public void testIsMappable()
1284   {
1285     SequenceI dna1 = new Sequence("dna1", "cgCAGtgGT");
1286     SequenceI aa1 = new Sequence("aa1", "RSG");
1287     AlignmentI al1 = new Alignment(new SequenceI[] { dna1 });
1288     AlignmentI al2 = new Alignment(new SequenceI[] { aa1 });
1289
1290     assertFalse(AlignmentUtils.isMappable(null, null));
1291     assertFalse(AlignmentUtils.isMappable(al1, null));
1292     assertFalse(AlignmentUtils.isMappable(null, al1));
1293     assertFalse(AlignmentUtils.isMappable(al1, al1));
1294     assertFalse(AlignmentUtils.isMappable(al2, al2));
1295
1296     assertTrue(AlignmentUtils.isMappable(al1, al2));
1297     assertTrue(AlignmentUtils.isMappable(al2, al1));
1298   }
1299 }