test/jalview/analysis/ConservationTest.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 static org.testng.Assert.assertEquals;
  24 import static org.testng.Assert.assertTrue;
  25
  26 import jalview.datamodel.Sequence;
  27 import jalview.datamodel.SequenceI;
  28 import jalview.gui.JvOptionPane;
  29
  30 import java.util.ArrayList;
  31 import java.util.HashMap;
  32 import java.util.List;
  33 import java.util.Map;
  34
  35 import org.testng.annotations.BeforeClass;
  36 import org.testng.annotations.Test;
  37
  38 public class ConservationTest
  39 {
  40
  41   @BeforeClass(alwaysRun = true)
  42   public void setUpJvOptionPane()
  43   {
  44     JvOptionPane.setInteractiveMode(false);
  45     JvOptionPane.setMockResponse(JvOptionPane.CANCEL_OPTION);
  46   }
  47
  48   @Test(groups = "Functional")
  49   public void testRecordConservation()
  50   {
  51     Map<String, Integer> resultMap = new HashMap<String, Integer>();
  52
  53     // V is hydrophobic, aliphatic, small
  54     Conservation.recordConservation(resultMap, "V");
  55     assertEquals(resultMap.get("hydrophobic").intValue(), 1);
  56     assertEquals(resultMap.get("aliphatic").intValue(), 1);
  57     assertEquals(resultMap.get("small").intValue(), 1);
  58     assertEquals(resultMap.get("tiny").intValue(), 0);
  59     assertEquals(resultMap.get("polar").intValue(), 0);
  60     assertEquals(resultMap.get("charged").intValue(), 0);
  61
  62     // now add S: not hydrophobic, small, tiny, polar, not aliphatic
  63     Conservation.recordConservation(resultMap, "s");
  64     assertEquals(resultMap.get("hydrophobic").intValue(), -1);
  65     assertEquals(resultMap.get("aliphatic").intValue(), -1);
  66     assertEquals(resultMap.get("small").intValue(), 1);
  67     assertEquals(resultMap.get("tiny").intValue(), -1);
  68     assertEquals(resultMap.get("polar").intValue(), -1);
  69     assertEquals(resultMap.get("charged").intValue(), 0);
  70   }
  71
  72   @Test(groups = "Functional")
  73   public void testCountConservationAndGaps()
  74   {
  75     List<SequenceI> seqs = new ArrayList<SequenceI>();
  76     seqs.add(new Sequence("seq1", "VGnY")); // not case sensitive
  77     seqs.add(new Sequence("seq2", "-G-y"));
  78     seqs.add(new Sequence("seq3", "VG-Y"));
  79     seqs.add(new Sequence("seq4", "VGNW"));
  80
  81     Conservation cons = new Conservation("", seqs, 0, 50);
  82     int[] counts = cons.countConservationAndGaps(0);
  83     assertEquals(counts[0], 1); // conserved
  84     assertEquals(counts[1], 1); // gap count
  85     counts = cons.countConservationAndGaps(1);
  86     assertEquals(counts[0], 1);
  87     assertEquals(counts[1], 0);
  88     counts = cons.countConservationAndGaps(2);
  89     assertEquals(counts[0], 1);
  90     assertEquals(counts[1], 2);
  91     counts = cons.countConservationAndGaps(3);
  92     assertEquals(counts[0], 0); // not conserved
  93     assertEquals(counts[1], 0);
  94   }
  95
  96   @Test(groups = "Functional")
  97   public void testCalculate_noThreshold()
  98   {
  99     List<SequenceI> seqs = new ArrayList<SequenceI>();
 100     seqs.add(new Sequence("seq1", "VGIV-N"));
 101     seqs.add(new Sequence("seq2", "V-iL-N")); // not case sensitive
 102     seqs.add(new Sequence("seq3", "V-IW-N"));
 103     seqs.add(new Sequence("seq4", "VGLH-L"));
 104
 105     Conservation cons = new Conservation("", 0, seqs, 0, 5);
 106     cons.calculate();
 107
 108     /*
 109      * column 0: all V (hydrophobic/aliphatic/small)
 110      */
 111     Map<String, Integer> colCons = cons.total[0];
 112     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 113     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), 1);
 114     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 1);
 115     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 0);
 116     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 0);
 117     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 0);
 118     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 0);
 119     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), 0);
 120     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 0);
 121     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 0);
 122
 123     /*
 124      * column 1: all G (hydrophobic/small/tiny)
 125      * gaps take default value of property present
 126      */
 127     colCons = cons.total[1];
 128     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 129     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), -1);
 130     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 1);
 131     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 1);
 132     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), -1);
 133     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), -1);
 134     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), -1);
 135     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), -1);
 136     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), -1);
 137     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), -1);
 138
 139     /*
 140      * column 2: I/L (aliphatic/hydrophobic), all others negatively conserved
 141      */
 142     colCons = cons.total[2];
 143     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 144     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), 1);
 145     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 0);
 146     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 0);
 147     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 0);
 148     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 0);
 149     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 0);
 150     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), 0);
 151     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 0);
 152     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 0);
 153
 154     /*
 155      * column 3: VLWH all hydrophobic, none is tiny, negative or proline
 156      */
 157     colCons = cons.total[3];
 158     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 159     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), -1);
 160     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), -1);
 161     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 0);
 162     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 0);
 163     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), -1);
 164     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 0);
 165     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), -1);
 166     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), -1);
 167     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), -1);
 168
 169     /*
 170      * column 4: all gaps - counted as having all properties
 171      */
 172     colCons = cons.total[4];
 173     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 174     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), 1);
 175     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 1);
 176     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 1);
 177     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 1);
 178     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 1);
 179     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 1);
 180     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), 1);
 181     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 1);
 182     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 1);
 183
 184     /*
 185      * column 5: N (small polar) and L (aliphatic hydrophobic)
 186      * have nothing in common!
 187      */
 188     colCons = cons.total[5];
 189     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), -1);
 190     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), -1);
 191     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), -1);
 192     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 0);
 193     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 0);
 194     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 0);
 195     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 0);
 196     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), -1);
 197     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 0);
 198     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 0);
 199   }
 200
 201   /**
 202    * Test for the case whether the number of non-gapped sequences in a column
 203    * has to be above a threshold
 204    */
 205   @Test(groups = "Functional")
 206   public void testCalculate_threshold()
 207   {
 208     List<SequenceI> seqs = new ArrayList<SequenceI>();
 209     seqs.add(new Sequence("seq1", "VGIV-"));
 210     seqs.add(new Sequence("seq2", "V-iL-")); // not case sensitive
 211     seqs.add(new Sequence("seq3", "V-IW-"));
 212     seqs.add(new Sequence("seq4", "VGLH-"));
 213     seqs.add(new Sequence("seq5", "VGLH-"));
 214
 215     /*
 216      * threshold 50% means a residue has to occur 3 or more times
 217      * in a column to be counted for conservation
 218      */
 219     // TODO: ConservationThread uses a value of 3
 220     // calculateConservation states it is the minimum number of sequences
 221     // but it is treated as percentage threshold in calculate() ?
 222     Conservation cons = new Conservation("", 50, seqs, 0, 4);
 223     cons.calculate();
 224
 225     /*
 226      * column 0: all V (hydrophobic/aliphatic/small)
 227      */
 228     Map<String, Integer> colCons = cons.total[0];
 229     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 230     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), 1);
 231     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 1);
 232     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 0);
 233     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 0);
 234     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 0);
 235     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 0);
 236     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), 0);
 237     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 0);
 238     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 0);
 239
 240     /*
 241      * column 1: all G (hydrophobic/small/tiny)
 242      * gaps are ignored as not above threshold
 243      */
 244     colCons = cons.total[1];
 245     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 246     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), 0);
 247     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 1);
 248     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 1);
 249     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 0);
 250     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 0);
 251     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 0);
 252     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), 0);
 253     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 0);
 254     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 0);
 255
 256     /*
 257      * column 2: I/L (aliphatic/hydrophobic), all others negatively conserved
 258      */
 259     colCons = cons.total[2];
 260     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 261     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), 1);
 262     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 0);
 263     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 0);
 264     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 0);
 265     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 0);
 266     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 0);
 267     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), 0);
 268     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 0);
 269     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 0);
 270
 271     /*
 272      * column 3: nothing above threshold
 273      */
 274     colCons = cons.total[3];
 275     assertTrue(colCons.isEmpty());
 276
 277     /*
 278      * column 4: all gaps - counted as having all properties
 279      */
 280     colCons = cons.total[4];
 281     assertEquals(colCons.get("hydrophobic").intValue(), 1);
 282     assertEquals(colCons.get("aliphatic").intValue(), 1);
 283     assertEquals(colCons.get("small").intValue(), 1);
 284     assertEquals(colCons.get("tiny").intValue(), 1);
 285     assertEquals(colCons.get("proline").intValue(), 1);
 286     assertEquals(colCons.get("charged").intValue(), 1);
 287     assertEquals(colCons.get("negative").intValue(), 1);
 288     assertEquals(colCons.get("polar").intValue(), 1);
 289     assertEquals(colCons.get("positive").intValue(), 1);
 290     assertEquals(colCons.get("aromatic").intValue(), 1);
 291   }
 292
 293   /**
 294    * Test the method that derives the conservation 'sequence' and the mouseover
 295    * tooltips from the computed conservation
 296    */
 297   @Test(groups = "Functional")
 298   public void testVerdict()
 299   {
 300     List<SequenceI> seqs = new ArrayList<SequenceI>();
 301     seqs.add(new Sequence("seq1", "VGIVV-H"));
 302     seqs.add(new Sequence("seq2", "VGILL-H"));
 303     seqs.add(new Sequence("seq3", "VGIW--R"));
 304     seqs.add(new Sequence("seq4", "VGLHH--"));
 305     seqs.add(new Sequence("seq5", "VGLHH-R"));
 306     seqs.add(new Sequence("seq6", "VGLHH--"));
 307     seqs.add(new Sequence("seq7", "VGLHH-R"));
 308     seqs.add(new Sequence("seq8", "VGLHH-R"));
 309
 310     // calculate with no threshold
 311     Conservation cons = new Conservation("", 0, seqs, 0, 6);
 312     cons.calculate();
 313     // positive and negative conservation where <25% gaps in columns
 314     cons.verdict(false, 25);
 315
 316     /*
 317      * verify conservation 'sequence'
 318      * cols 0 fully conserved and above threshold (*)
 319      * col 2 properties fully conserved (+)
 320      * col 3 VLWH 1 positively and 3 negatively conserved properties
 321      * col 4 has 1 positively conserved property, but because gap contributes a
 322      * 'positive' for all properties, no negative conservation is counted
 323      * col 5 is all gaps
 324      * col 6 has 25% gaps so fails threshold test
 325      */
 326     assertEquals(cons.getConsSequence().getSequenceAsString(), "**+41--");
 327
 328     /*
 329      * verify tooltips; conserved properties are sorted alphabetically within
 330      * positive followed by negative
 331      */
 332     assertEquals(cons.getTooltip(0),
 333             "aliphatic hydrophobic small !aromatic !charged !negative !polar !positive !proline !tiny");
 334     assertEquals(cons.getTooltip(1),
 335             "hydrophobic small tiny !aliphatic !aromatic !charged !negative !polar !positive !proline");
 336     assertEquals(cons.getTooltip(2),
 337             "aliphatic hydrophobic !aromatic !charged !negative !polar !positive !proline !small !tiny");
 338     assertEquals(cons.getTooltip(3),
 339             "hydrophobic !negative !proline !tiny");
 340     assertEquals(cons.getTooltip(4), "hydrophobic");
 341     assertEquals(cons.getTooltip(5), "");
 342     assertEquals(cons.getTooltip(6), "");
 343   }
 344 }