test/jalview/io/EmblFlatFileTest.java

   1 package jalview.io;
   2
   3 import static org.testng.Assert.assertEquals;
   4 import static org.testng.Assert.assertTrue;
   5 import static org.testng.AssertJUnit.assertNotNull;
   6 import static org.testng.AssertJUnit.assertSame;
   7 import static org.testng.AssertJUnit.fail;
   8 import static org.testng.AssertJUnit.assertNull;
   9
  10 import java.io.File;
  11 import java.io.IOException;
  12 import java.net.MalformedURLException;
  13 import java.util.Arrays;
  14 import java.util.List;
  15 import java.util.Set;
  16
  17 import org.testng.annotations.Test;
  18
  19 import jalview.datamodel.DBRefEntry;
  20 import jalview.datamodel.Mapping;
  21 import jalview.datamodel.Sequence.DBModList;
  22 import jalview.datamodel.SequenceFeature;
  23 import jalview.datamodel.SequenceI;
  24 import jalview.datamodel.features.SequenceFeatures;
  25 import jalview.util.MapList;
  26
  27 public class EmblFlatFileTest
  28 {
  29   /**
  30    * A fairly tough test, using J03321 (circular DNA), which has 8 CDS features,
  31    * one of them reverse strand
  32    *
  33    * @throws MalformedURLException
  34    * @throws IOException
  35    */
  36   @Test(groups = "Functional")
  37   public void testParse() throws MalformedURLException, IOException
  38   {
  39     File dataFile = new File("test/jalview/io/J03321.embl.txt");
  40     FileParse fp = new FileParse(dataFile, DataSourceType.FILE);
  41     EmblFlatFile parser = new EmblFlatFile(fp, "EmblTest");
  42     parser.parse();
  43     List<SequenceI> seqs = parser.getSeqs();
  44
  45     assertEquals(seqs.size(), 1);
  46     SequenceI seq = seqs.get(0);
  47     assertEquals(seq.getName(), "EmblTest|J03321");
  48     assertEquals(seq.getLength(), 7502);
  49     assertEquals(seq.getDescription(),
  50             "Chlamydia trachomatis plasmid pCHL1, complete sequence");
  51
  52     /*
  53      * should be 9 CDS features (one is a 'join' of two exons)
  54      */
  55     Set<String> featureTypes = seq.getFeatures().getFeatureTypes();
  56     assertEquals(featureTypes.size(), 1);
  57     assertTrue(featureTypes.contains("CDS"));
  58
  59     /*
  60      * inspect some features (sorted just for convenience of test assertions)
  61      */
  62     List<SequenceFeature> features = seq.getFeatures()
  63             .getAllFeatures("CDS");
  64     SequenceFeatures.sortFeatures(features, true);
  65     assertEquals(features.size(), 9);
  66
  67     SequenceFeature sf = features.get(0);
  68     assertEquals(sf.getBegin(), 1);
  69     assertEquals(sf.getEnd(), 437);
  70     assertEquals(sf.getDescription(),
  71             "Exon 2 for protein EMBLCDS:AAA91567.1");
  72     assertEquals(sf.getFeatureGroup(), "EmblTest");
  73     assertEquals(sf.getEnaLocation(), "join(7022..7502,1..437)");
  74     assertEquals(sf.getPhase(), "0");
  75     assertEquals(sf.getStrand(), 1);
  76     assertEquals(sf.getValue("note"), "pGP7-D");
  77     // this is the second exon of circular CDS!
  78     assertEquals(sf.getValue("exon number"), 2);
  79     assertEquals(sf.getValue("product"), "hypothetical protein");
  80     assertEquals(sf.getValue("transl_table"), "11");
  81
  82     sf = features.get(1);
  83     assertEquals(sf.getBegin(), 488);
  84     assertEquals(sf.getEnd(), 1480);
  85     assertEquals(sf.getDescription(),
  86             "Exon 1 for protein EMBLCDS:AAA91568.1");
  87     assertEquals(sf.getFeatureGroup(), "EmblTest");
  88     assertEquals(sf.getEnaLocation(), "complement(488..1480)");
  89     assertEquals(sf.getPhase(), "0");
  90     assertEquals(sf.getStrand(), -1); // reverse strand!
  91     assertEquals(sf.getValue("note"), "pGP8-D");
  92     assertEquals(sf.getValue("exon number"), 1);
  93     assertEquals(sf.getValue("product"), "hypothetical protein");
  94
  95     sf = features.get(7);
  96     assertEquals(sf.getBegin(), 6045);
  97     assertEquals(sf.getEnd(), 6788);
  98     assertEquals(sf.getDescription(),
  99             "Exon 1 for protein EMBLCDS:AAA91574.1");
 100     assertEquals(sf.getFeatureGroup(), "EmblTest");
 101     assertEquals(sf.getEnaLocation(), "6045..6788");
 102     assertEquals(sf.getPhase(), "0");
 103     assertEquals(sf.getStrand(), 1);
 104     assertEquals(sf.getValue("note"), "pGP6-D (gtg start codon)");
 105     assertEquals(sf.getValue("exon number"), 1);
 106     assertEquals(sf.getValue("product"), "hypothetical protein");
 107
 108     /*
 109      * CDS at 7022-7502 is the first exon of the circular CDS
 110      */
 111     sf = features.get(8);
 112     assertEquals(sf.getBegin(), 7022);
 113     assertEquals(sf.getEnd(), 7502);
 114     assertEquals(sf.getDescription(),
 115             "Exon 1 for protein EMBLCDS:AAA91567.1");
 116     assertEquals(sf.getFeatureGroup(), "EmblTest");
 117     assertEquals(sf.getEnaLocation(), "join(7022..7502,1..437)");
 118     assertEquals(sf.getPhase(), "0");
 119     assertEquals(sf.getStrand(), 1);
 120     assertEquals(sf.getValue("note"), "pGP7-D");
 121     assertEquals(sf.getValue("exon number"), 1);
 122     assertEquals(sf.getValue("product"), "hypothetical protein");
 123
 124     /*
 125      * Verify DBRefs, whether declared in the file or added by Jalview.
 126      * There are 4 'direct' (DR) dbrefs, and numerous CDS /db_xref entries
 127      * (some e.g. INTERPRO are duplicates). Jalview adds a dbref to 'self'.
 128      * Sample a few here. Note DBRefEntry constructor capitalises source.
 129      */
 130     List<DBRefEntry> dbrefs = seq.getDBRefs();
 131     assertEquals(dbrefs.size(), 32);
 132     // xref to 'self':
 133     DBRefEntry selfRef = new DBRefEntry("EMBLTEST", "1", "J03321");
 134     int[] range = new int[] { 1, seq.getLength() };
 135     selfRef.setMap(new Mapping(null, range, range, 1, 1));
 136     assertTrue(dbrefs.contains(selfRef));
 137
 138     // 1st DR line; note trailing period is removed
 139     assertTrue(dbrefs.contains(new DBRefEntry("MD5", "0",
 140             "d4c4942a634e3df4995fd5ac75c26a61")));
 141     // the 4th DR line:
 142     assertTrue(
 143             dbrefs.contains(new DBRefEntry("EUROPEPMC", "0", "PMC87941")));
 144     // from the first CDS feature
 145     assertTrue(dbrefs.contains(new DBRefEntry("GOA", "0", "P0CE19")));
 146     // from the last CDS feature
 147     assertTrue(
 148             dbrefs.contains(new DBRefEntry("INTERPRO", "0", "IPR005350")));
 149
 150     /*
 151      * verify mappings to, and sequences for, UNIPROT proteins
 152      */
 153     int uniprotCount = 0;
 154     List<int[]> ranges;
 155     for (DBRefEntry dbref : dbrefs)
 156     {
 157       if ("UNIPROT".equals(dbref.getSource()))
 158       {
 159         uniprotCount++;
 160         Mapping mapping = dbref.getMap();
 161         assertNotNull(mapping);
 162         MapList map = mapping.getMap();
 163         String mappedToName = mapping.getTo().getName();
 164         if ("UNIPROT|P0CE16".equals(mappedToName))
 165         {
 166           assertEquals((ranges = map.getFromRanges()).size(), 1);
 167           assertEquals(ranges.get(0)[0], 1579);
 168           assertEquals(ranges.get(0)[1], 2934);
 169           assertEquals((ranges = map.getToRanges()).size(), 1);
 170           assertEquals(ranges.get(0)[0], 1);
 171           assertEquals(ranges.get(0)[1], 451);
 172           // CDS /product carries over as protein product description
 173           assertEquals(mapping.getTo().getDescription(),
 174                   "hypothetical protein");
 175         }
 176         else if ("UNIPROT|P0CE17".equals(mappedToName))
 177         {
 178           assertEquals((ranges = map.getFromRanges()).size(), 1);
 179           assertEquals(ranges.get(0)[0], 2928);
 180           assertEquals(ranges.get(0)[1], 3992);
 181           assertEquals((ranges = map.getToRanges()).size(), 1);
 182           assertEquals(ranges.get(0)[0], 1);
 183           assertEquals(ranges.get(0)[1], 354);
 184         }
 185         else if ("UNIPROT|P0CE18".equals(mappedToName))
 186         {
 187           assertEquals((ranges = map.getFromRanges()).size(), 1);
 188           assertEquals(ranges.get(0)[0], 4054);
 189           assertEquals(ranges.get(0)[1], 4848);
 190           assertEquals((ranges = map.getToRanges()).size(), 1);
 191           assertEquals(ranges.get(0)[0], 1);
 192           assertEquals(ranges.get(0)[1], 264);
 193         }
 194         else if ("UNIPROT|P0CE19".equals(mappedToName))
 195         {
 196           // join(7022..7502,1..437)
 197           assertEquals((ranges = map.getFromRanges()).size(), 2);
 198           assertEquals(ranges.get(0)[0], 7022);
 199           assertEquals(ranges.get(0)[1], 7502);
 200           assertEquals(ranges.get(1)[0], 1);
 201           assertEquals(ranges.get(1)[1], 437);
 202           assertEquals((ranges = map.getToRanges()).size(), 1);
 203           assertEquals(ranges.get(0)[0], 1);
 204           assertEquals(ranges.get(0)[1], 305);
 205         }
 206         else if ("UNIPROT|P0CE20".equals(mappedToName))
 207         {
 208           // complement(488..1480)
 209           assertEquals((ranges = map.getFromRanges()).size(), 1);
 210           assertEquals(ranges.get(0)[0], 1480);
 211           assertEquals(ranges.get(0)[1], 488);
 212           assertEquals((ranges = map.getToRanges()).size(), 1);
 213           assertEquals(ranges.get(0)[0], 1);
 214           assertEquals(ranges.get(0)[1], 330);
 215         }
 216         else if (!"UNIPROT|P0CE23".equals(mappedToName)
 217                 && !"UNIPROT|P10559".equals(mappedToName)
 218                 && !"UNIPROT|P10560".equals(mappedToName))
 219         {
 220           fail("Unexpected UNIPROT dbref to " + mappedToName);
 221         }
 222       }
 223     }
 224     assertEquals(uniprotCount, 8);
 225   }
 226
 227   @Test(groups = "Functional")
 228   public void testParse_codonStartNot1()
 229   {
 230     // TODO verify CDS-to-protein mapping for CDS with /codon_start=2
 231     // example: https://www.ebi.ac.uk/ena/browser/api/embl/EU498516
 232   }
 233
 234   /**
 235    * Test for the case that the EMBL CDS has no UNIPROT xref. In this case
 236    * Jalview should synthesize an xref to EMBLCDSPROTEIN in the hope this will
 237    * allow Get Cross-References.
 238    *
 239    * @throws IOException
 240    */
 241   @Test(groups = "Functional")
 242   public void testParse_noUniprotXref() throws IOException
 243   {
 244     // MN908947 cut down to 40BP, one CDS, length 5 peptide for test purposes
 245     String data = "ID   MN908947; SV 3; linear; genomic RNA; STD; VRL; 20 BP.\n"
 246             + "DE   Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 isolate Wuhan-Hu-1,\n"
 247             + "FT   CDS             3..17\n"
 248             + "FT                   /protein_id=\"QHD43415.1\"\n"
 249             + "FT                   /product=\"orf1ab polyprotein\"\n"
 250             + "FT                   /translation=\"MRKLD\n"
 251             + "SQ   Sequence 7496 BP; 2450 A; 1290 C; 1434 G; 2322 T; 0 other;\n"
 252             + "     ggatGcgtaa gttagacgaa attttgtctt tgcgcacaga        40\n";
 253     FileParse fp = new FileParse(data, DataSourceType.PASTE);
 254     EmblFlatFile parser = new EmblFlatFile(fp, "EmblTest");
 255     parser.parse();
 256     List<SequenceI> seqs = parser.getSeqs();
 257     assertEquals(seqs.size(), 1);
 258     SequenceI seq = seqs.get(0);
 259     DBModList<DBRefEntry> dbrefs = seq.getDBRefs();
 260
 261     /*
 262      * dna should have dbref to itself, and to inferred EMBLCDSPROTEIN:QHD43415.1
 263      */
 264     assertEquals(dbrefs.size(), 2);
 265
 266     // dbref to self
 267     DBRefEntry dbref = dbrefs.get(0);
 268     assertEquals(dbref.getSource(), "EMBLTEST");
 269     assertEquals(dbref.getAccessionId(), "MN908947");
 270     Mapping mapping = dbref.getMap();
 271     assertNull(mapping.getTo());
 272     MapList map = mapping.getMap();
 273     assertEquals(map.getFromLowest(), 1);
 274     assertEquals(map.getFromHighest(), 40);
 275     assertEquals(map.getToLowest(), 1);
 276     assertEquals(map.getToHighest(), 40);
 277     assertEquals(map.getFromRatio(), 1);
 278     assertEquals(map.getToRatio(), 1);
 279
 280     // dbref to inferred EMBLCDSPROTEIN:
 281     dbref = dbrefs.get(1);
 282     assertEquals(dbref.getSource(), "EMBLCDSPROTEIN");
 283     assertEquals(dbref.getAccessionId(), "QHD43415.1");
 284     mapping = dbref.getMap();
 285     SequenceI mapTo = mapping.getTo();
 286     assertEquals(mapTo.getName(), "QHD43415.1");
 287     assertEquals(mapTo.getDescription(), "orf1ab polyprotein");
 288     assertEquals(mapTo.getSequenceAsString(), "MRKLD");
 289     map = mapping.getMap();
 290     assertEquals(map.getFromLowest(), 3);
 291     assertEquals(map.getFromHighest(), 17);
 292     assertEquals(map.getToLowest(), 1);
 293     assertEquals(map.getToHighest(), 5);
 294     assertEquals(map.getFromRatio(), 3);
 295     assertEquals(map.getToRatio(), 1);
 296   }
 297
 298   @Test(groups = "Functional")
 299   public void testAdjustForProteinLength()
 300   {
 301     int[] exons = new int[] { 11, 15, 21, 25, 31, 38 }; // 18 bp
 302
 303     // exact length match:
 304     assertSame(exons, EmblFlatFile.adjustForProteinLength(6, exons));
 305
 306     // match if we assume exons include stop codon not in protein:
 307     assertSame(exons, EmblFlatFile.adjustForProteinLength(5, exons));
 308
 309     // truncate last exon by 6bp
 310     int[] truncated = EmblFlatFile.adjustForProteinLength(4, exons);
 311     assertEquals("[11, 15, 21, 25, 31, 32]", Arrays.toString(truncated));
 312
 313     // remove last exon and truncate preceding by 1bp (so 3bp in total)
 314     truncated = EmblFlatFile.adjustForProteinLength(3, exons);
 315     assertEquals("[11, 15, 21, 24]", Arrays.toString(truncated));
 316
 317     // exact removal of exon case:
 318     exons = new int[] { 11, 15, 21, 27, 33, 38 }; // 18 bp
 319     truncated = EmblFlatFile.adjustForProteinLength(4, exons);
 320     assertEquals("[11, 15, 21, 27]", Arrays.toString(truncated));
 321
 322     // what if exons are too short for protein?
 323     truncated = EmblFlatFile.adjustForProteinLength(7, exons);
 324     assertSame(exons, truncated);
 325   }
 326 }