JAL-2089 patch broken merge to master for Release 2.10.0b1
[jalview.git] / src / jalview / analysis / AlignmentUtils.java
index f2262fb..34fe221 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
- * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.9.0b2)
- * Copyright (C) 2015 The Jalview Authors
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
  * 
  * This file is part of Jalview.
  * 
  */
 package jalview.analysis;
 
+import static jalview.io.gff.GffConstants.CLINICAL_SIGNIFICANCE;
+
 import jalview.datamodel.AlignedCodon;
 import jalview.datamodel.AlignedCodonFrame;
+import jalview.datamodel.AlignedCodonFrame.SequenceToSequenceMapping;
 import jalview.datamodel.Alignment;
 import jalview.datamodel.AlignmentAnnotation;
 import jalview.datamodel.AlignmentI;
 import jalview.datamodel.DBRefEntry;
-import jalview.datamodel.DBRefSource;
-import jalview.datamodel.FeatureProperties;
+import jalview.datamodel.IncompleteCodonException;
 import jalview.datamodel.Mapping;
-import jalview.datamodel.SearchResults;
 import jalview.datamodel.Sequence;
+import jalview.datamodel.SequenceFeature;
 import jalview.datamodel.SequenceGroup;
 import jalview.datamodel.SequenceI;
+import jalview.io.gff.SequenceOntologyFactory;
+import jalview.io.gff.SequenceOntologyI;
 import jalview.schemes.ResidueProperties;
+import jalview.util.Comparison;
 import jalview.util.DBRefUtils;
 import jalview.util.MapList;
 import jalview.util.MappingUtils;
+import jalview.util.StringUtils;
 
+import java.io.UnsupportedEncodingException;
+import java.net.URLEncoder;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Arrays;
 import java.util.Collection;
+import java.util.Collections;
+import java.util.Comparator;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.HashSet;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.LinkedHashMap;
-import java.util.LinkedHashSet;
 import java.util.List;
 import java.util.Map;
 import java.util.Map.Entry;
+import java.util.NoSuchElementException;
 import java.util.Set;
 import java.util.TreeMap;
 
@@ -62,6 +72,40 @@ import java.util.TreeMap;
 public class AlignmentUtils
 {
 
+  private static final int CODON_LENGTH = 3;
+
+  private static final String SEQUENCE_VARIANT = "sequence_variant:";
+
+  private static final String ID = "ID";
+
+  /**
+   * A data model to hold the 'normal' base value at a position, and an optional
+   * sequence variant feature
+   */
+  static final class DnaVariant
+  {
+    final String base;
+
+    SequenceFeature variant;
+
+    DnaVariant(String nuc)
+    {
+      base = nuc;
+      variant = null;
+    }
+
+    DnaVariant(String nuc, SequenceFeature var)
+    {
+      base = nuc;
+      variant = var;
+    }
+
+    public String getSource()
+    {
+      return variant == null ? null : variant.getFeatureGroup();
+    }
+  }
+
   /**
    * given an existing alignment, create a new alignment including all, or up to
    * flankSize additional symbols from each sequence's dataset sequence
@@ -315,7 +359,7 @@ public class AlignmentUtils
         }
         else
         {
-          MapList map = mapProteinSequenceToCdna(aaSeq, cdnaSeq);
+          MapList map = mapCdnaToProtein(aaSeq, cdnaSeq);
           if (map != null)
           {
             acf.addMap(cdnaSeq, aaSeq, map);
@@ -338,12 +382,12 @@ public class AlignmentUtils
    * Answers true if the mappings include one between the given (dataset)
    * sequences.
    */
-  public static boolean mappingExists(Set<AlignedCodonFrame> set,
+  public static boolean mappingExists(List<AlignedCodonFrame> mappings,
           SequenceI aaSeq, SequenceI cdnaSeq)
   {
-    if (set != null)
+    if (mappings != null)
     {
-      for (AlignedCodonFrame acf : set)
+      for (AlignedCodonFrame acf : mappings)
       {
         if (cdnaSeq == acf.getDnaForAaSeq(aaSeq))
         {
@@ -355,16 +399,22 @@ public class AlignmentUtils
   }
 
   /**
-   * Build a mapping (if possible) of a protein to a cDNA sequence. The cDNA
-   * must be three times the length of the protein, possibly after ignoring
-   * start and/or stop codons, and must translate to the protein. Returns null
-   * if no mapping is determined.
+   * Builds a mapping (if possible) of a cDNA to a protein sequence.
+   * <ul>
+   * <li>first checks if the cdna translates exactly to the protein sequence</li>
+   * <li>else checks for translation after removing a STOP codon</li>
+   * <li>else checks for translation after removing a START codon</li>
+   * <li>if that fails, inspect CDS features on the cDNA sequence</li>
+   * </ul>
+   * Returns null if no mapping is determined.
    * 
-   * @param proteinSeqs
+   * @param proteinSeq
+   *          the aligned protein sequence
    * @param cdnaSeq
+   *          the aligned cdna sequence
    * @return
    */
-  public static MapList mapProteinSequenceToCdna(SequenceI proteinSeq,
+  public static MapList mapCdnaToProtein(SequenceI proteinSeq,
           SequenceI cdnaSeq)
   {
     /*
@@ -386,7 +436,7 @@ public class AlignmentUtils
     /*
      * cdnaStart/End, proteinStartEnd are base 1 (for dataset sequence mapping)
      */
-    final int mappedLength = 3 * aaSeqChars.length;
+    final int mappedLength = CODON_LENGTH * aaSeqChars.length;
     int cdnaLength = cdnaSeqChars.length;
     int cdnaStart = cdnaSeq.getStart();
     int cdnaEnd = cdnaSeq.getEnd();
@@ -394,18 +444,18 @@ public class AlignmentUtils
     final int proteinEnd = proteinSeq.getEnd();
 
     /*
-     * If lengths don't match, try ignoring stop codon.
+     * If lengths don't match, try ignoring stop codon (if present)
      */
     if (cdnaLength != mappedLength && cdnaLength > 2)
     {
-      String lastCodon = String.valueOf(cdnaSeqChars, cdnaLength - 3, 3)
-              .toUpperCase();
+      String lastCodon = String.valueOf(cdnaSeqChars,
+              cdnaLength - CODON_LENGTH, CODON_LENGTH).toUpperCase();
       for (String stop : ResidueProperties.STOP)
       {
         if (lastCodon.equals(stop))
         {
-          cdnaEnd -= 3;
-          cdnaLength -= 3;
+          cdnaEnd -= CODON_LENGTH;
+          cdnaLength -= CODON_LENGTH;
           break;
         }
       }
@@ -417,25 +467,28 @@ public class AlignmentUtils
     int startOffset = 0;
     if (cdnaLength != mappedLength
             && cdnaLength > 2
-            && String.valueOf(cdnaSeqChars, 0, 3).toUpperCase()
+            && String.valueOf(cdnaSeqChars, 0, CODON_LENGTH).toUpperCase()
                     .equals(ResidueProperties.START))
     {
-      startOffset += 3;
-      cdnaStart += 3;
-      cdnaLength -= 3;
+      startOffset += CODON_LENGTH;
+      cdnaStart += CODON_LENGTH;
+      cdnaLength -= CODON_LENGTH;
     }
 
-    if (cdnaLength != mappedLength)
-    {
-      return null;
-    }
-    if (!translatesAs(cdnaSeqChars, startOffset, aaSeqChars))
+    if (translatesAs(cdnaSeqChars, startOffset, aaSeqChars))
     {
-      return null;
+      /*
+       * protein is translation of dna (+/- start/stop codons)
+       */
+      MapList map = new MapList(new int[] { cdnaStart, cdnaEnd }, new int[]
+      { proteinStart, proteinEnd }, CODON_LENGTH, 1);
+      return map;
     }
-    MapList map = new MapList(new int[] { cdnaStart, cdnaEnd }, new int[] {
-        proteinStart, proteinEnd }, 3, 1);
-    return map;
+
+    /*
+     * translation failed - try mapping CDS annotated regions of dna
+     */
+    return mapCdsToProtein(cdnaSeq, proteinSeq);
   }
 
   /**
@@ -456,16 +509,17 @@ public class AlignmentUtils
       return false;
     }
 
-    int aaResidue = 0;
-    for (int i = cdnaStart; i < cdnaSeqChars.length - 2
-            && aaResidue < aaSeqChars.length; i += 3, aaResidue++)
+    int aaPos = 0;
+    int dnaPos = cdnaStart;
+    for (; dnaPos < cdnaSeqChars.length - 2 && aaPos < aaSeqChars.length; dnaPos += CODON_LENGTH, aaPos++)
     {
-      String codon = String.valueOf(cdnaSeqChars, i, 3);
+      String codon = String.valueOf(cdnaSeqChars, dnaPos, CODON_LENGTH);
       final String translated = ResidueProperties.codonTranslate(codon);
+
       /*
        * allow * in protein to match untranslatable in dna
        */
-      final char aaRes = aaSeqChars[aaResidue];
+      final char aaRes = aaSeqChars[aaPos];
       if ((translated == null || "STOP".equals(translated)) && aaRes == '*')
       {
         continue;
@@ -478,8 +532,32 @@ public class AlignmentUtils
         return false;
       }
     }
-    // fail if we didn't match all of the aa sequence
-    return (aaResidue == aaSeqChars.length);
+
+    /*
+     * check we matched all of the protein sequence
+     */
+    if (aaPos != aaSeqChars.length)
+    {
+      return false;
+    }
+
+    /*
+     * check we matched all of the dna except
+     * for optional trailing STOP codon
+     */
+    if (dnaPos == cdnaSeqChars.length)
+    {
+      return true;
+    }
+    if (dnaPos == cdnaSeqChars.length - CODON_LENGTH)
+    {
+      String codon = String.valueOf(cdnaSeqChars, dnaPos, CODON_LENGTH);
+      if ("STOP".equals(ResidueProperties.codonTranslate(codon)))
+      {
+        return true;
+      }
+    }
+    return false;
   }
 
   /**
@@ -514,14 +592,14 @@ public class AlignmentUtils
 
     /*
      * Locate the aligned source sequence whose dataset sequence is mapped. We
-     * just take the first match here (as we can't align cDNA like more than one
-     * protein sequence).
+     * just take the first match here (as we can't align like more than one
+     * sequence).
      */
     SequenceI alignFrom = null;
     AlignedCodonFrame mapping = null;
     for (AlignedCodonFrame mp : mappings)
     {
-      alignFrom = mp.findAlignedSequence(seq.getDatasetSequence(), al);
+      alignFrom = mp.findAlignedSequence(seq, al);
       if (alignFrom != null)
       {
         mapping = mp;
@@ -541,8 +619,8 @@ public class AlignmentUtils
   /**
    * Align sequence 'alignTo' the same way as 'alignFrom', using the mapping to
    * match residues and codons. Flags control whether existing gaps in unmapped
-   * (intron) and mapped (exon) regions are preserved or not. Gaps linking intro
-   * and exon are only retained if both flags are set.
+   * (intron) and mapped (exon) regions are preserved or not. Gaps between
+   * intron and exon are only retained if both flags are set.
    * 
    * @param alignTo
    * @param alignFrom
@@ -558,9 +636,6 @@ public class AlignmentUtils
           boolean preserveUnmappedGaps)
   {
     // TODO generalise to work for Protein-Protein, dna-dna, dna-protein
-    final char[] thisSeq = alignTo.getSequence();
-    final char[] thatAligned = alignFrom.getSequence();
-    StringBuilder thisAligned = new StringBuilder(2 * thisSeq.length);
 
     // aligned and dataset sequence positions, all base zero
     int thisSeqPos = 0;
@@ -570,13 +645,17 @@ public class AlignmentUtils
     char myGapChar = myGap.charAt(0);
     int ratio = myGap.length();
 
-    /*
-     * Traverse the aligned protein sequence.
-     */
     int fromOffset = alignFrom.getStart() - 1;
     int toOffset = alignTo.getStart() - 1;
     int sourceGapMappedLength = 0;
     boolean inExon = false;
+    final char[] thisSeq = alignTo.getSequence();
+    final char[] thatAligned = alignFrom.getSequence();
+    StringBuilder thisAligned = new StringBuilder(2 * thisSeq.length);
+
+    /*
+     * Traverse the 'model' aligned sequence
+     */
     for (char sourceChar : thatAligned)
     {
       if (sourceChar == sourceGap)
@@ -586,7 +665,7 @@ public class AlignmentUtils
       }
 
       /*
-       * Found a residue. Locate its mapped codon (start) position.
+       * Found a non-gap character. Locate its mapped region if any.
        */
       sourceDsPos++;
       // Note mapping positions are base 1, our sequence positions base 0
@@ -595,11 +674,13 @@ public class AlignmentUtils
       if (mappedPos == null)
       {
         /*
-         * Abort realignment if unmapped protein. Or could ignore it??
+         * unmapped position; treat like a gap
          */
-        System.err.println("Can't align: no codon mapping to residue "
-                + sourceDsPos + "(" + sourceChar + ")");
-        return;
+        sourceGapMappedLength += ratio;
+        // System.err.println("Can't align: no codon mapping to residue "
+        // + sourceDsPos + "(" + sourceChar + ")");
+        // return;
+        continue;
       }
 
       int mappedCodonStart = mappedPos[0]; // position (1...) of codon start
@@ -669,8 +750,8 @@ public class AlignmentUtils
     }
 
     /*
-     * At end of protein sequence. Copy any remaining dna sequence, optionally
-     * including (intron) gaps. We do not copy trailing gaps in protein.
+     * At end of model aligned sequence. Copy any remaining target sequence, optionally
+     * including (intron) gaps.
      */
     while (thisSeqPos < thisSeq.length)
     {
@@ -679,6 +760,20 @@ public class AlignmentUtils
       {
         thisAligned.append(c);
       }
+      sourceGapMappedLength--;
+    }
+
+    /*
+     * finally add gaps to pad for any trailing source gaps or
+     * unmapped characters
+     */
+    if (preserveUnmappedGaps)
+    {
+      while (sourceGapMappedLength > 0)
+      {
+        thisAligned.append(myGapChar);
+        sourceGapMappedLength--;
+      }
     }
 
     /*
@@ -753,187 +848,341 @@ public class AlignmentUtils
   }
 
   /**
-   * Returns a list of sequences mapped from the given sequences and aligned
-   * (gapped) in the same way. For example, the cDNA for aligned protein, where
-   * a single gap in protein generates three gaps in cDNA.
+   * Realigns the given protein to match the alignment of the dna, using codon
+   * mappings to translate aligned codon positions to protein residues.
    * 
-   * @param sequences
-   * @param gapCharacter
-   * @param mappings
-   * @return
+   * @param protein
+   *          the alignment whose sequences are realigned by this method
+   * @param dna
+   *          the dna alignment whose alignment we are 'copying'
+   * @return the number of sequences that were realigned
    */
-  public static List<SequenceI> getAlignedTranslation(
-          List<SequenceI> sequences, char gapCharacter,
-          Set<AlignedCodonFrame> mappings)
+  public static int alignProteinAsDna(AlignmentI protein, AlignmentI dna)
   {
-    List<SequenceI> alignedSeqs = new ArrayList<SequenceI>();
-
-    for (SequenceI seq : sequences)
+    if (protein.isNucleotide() || !dna.isNucleotide())
     {
-      List<SequenceI> mapped = getAlignedTranslation(seq, gapCharacter,
-              mappings);
-      alignedSeqs.addAll(mapped);
+      System.err.println("Wrong alignment type in alignProteinAsDna");
+      return 0;
     }
-    return alignedSeqs;
+    List<SequenceI> unmappedProtein = new ArrayList<SequenceI>();
+    Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> alignedCodons = buildCodonColumnsMap(
+            protein, dna, unmappedProtein);
+    return alignProteinAs(protein, alignedCodons, unmappedProtein);
   }
 
   /**
-   * Returns sequences aligned 'like' the source sequence, as mapped by the
-   * given mappings. Normally we expect zero or one 'mapped' sequences, but this
-   * will support 1-to-many as well.
+   * Realigns the given dna to match the alignment of the protein, using codon
+   * mappings to translate aligned peptide positions to codons.
    * 
-   * @param seq
-   * @param gapCharacter
-   * @param mappings
-   * @return
+   * Always produces a padded CDS alignment.
+   * 
+   * @param dna
+   *          the alignment whose sequences are realigned by this method
+   * @param protein
+   *          the protein alignment whose alignment we are 'copying'
+   * @return the number of sequences that were realigned
    */
-  protected static List<SequenceI> getAlignedTranslation(SequenceI seq,
-          char gapCharacter, Set<AlignedCodonFrame> mappings)
+  public static int alignCdsAsProtein(AlignmentI dna, AlignmentI protein)
   {
-    List<SequenceI> result = new ArrayList<SequenceI>();
-    for (AlignedCodonFrame mapping : mappings)
+    if (protein.isNucleotide() || !dna.isNucleotide())
     {
-      if (mapping.involvesSequence(seq))
+      System.err.println("Wrong alignment type in alignProteinAsDna");
+      return 0;
+    }
+    // todo: implement this
+    List<AlignedCodonFrame> mappings = protein.getCodonFrames();
+    int alignedCount = 0;
+    int width = 0; // alignment width for padding CDS
+    for (SequenceI dnaSeq : dna.getSequences())
+    {
+      if (alignCdsSequenceAsProtein(dnaSeq, protein, mappings,
+              dna.getGapCharacter()))
       {
-        SequenceI mapped = getAlignedTranslation(seq, gapCharacter, mapping);
-        if (mapped != null)
-        {
-          result.add(mapped);
-        }
+        alignedCount++;
       }
+      width = Math.max(dnaSeq.getLength(), width);
     }
-    return result;
+    int oldwidth;
+    int diff;
+    for (SequenceI dnaSeq : dna.getSequences())
+    {
+      oldwidth = dnaSeq.getLength();
+      diff = width - oldwidth;
+      if (diff > 0)
+      {
+        dnaSeq.insertCharAt(oldwidth, diff, dna.getGapCharacter());
+      }
+    }
+    return alignedCount;
   }
 
   /**
-   * Returns the translation of 'seq' (as held in the mapping) with
-   * corresponding alignment (gaps).
+   * Helper method to align (if possible) the dna sequence to match the
+   * alignment of a mapped protein sequence. This is currently limited to
+   * handling coding sequence only.
    * 
-   * @param seq
-   * @param gapCharacter
-   * @param mapping
+   * @param cdsSeq
+   * @param protein
+   * @param mappings
+   * @param gapChar
    * @return
    */
-  protected static SequenceI getAlignedTranslation(SequenceI seq,
-          char gapCharacter, AlignedCodonFrame mapping)
+  static boolean alignCdsSequenceAsProtein(SequenceI cdsSeq,
+          AlignmentI protein, List<AlignedCodonFrame> mappings, char gapChar)
   {
-    String gap = String.valueOf(gapCharacter);
-    boolean toDna = false;
-    int fromRatio = 1;
-    SequenceI mapTo = mapping.getDnaForAaSeq(seq);
-    if (mapTo != null)
-    {
-      // mapping is from protein to nucleotide
-      toDna = true;
-      // should ideally get gap count ratio from mapping
-      gap = String.valueOf(new char[] { gapCharacter, gapCharacter,
-          gapCharacter });
-    }
-    else
+    SequenceI cdsDss = cdsSeq.getDatasetSequence();
+    if (cdsDss == null)
     {
-      // mapping is from nucleotide to protein
-      mapTo = mapping.getAaForDnaSeq(seq);
-      fromRatio = 3;
+      System.err
+              .println("alignCdsSequenceAsProtein needs aligned sequence!");
+      return false;
     }
-    StringBuilder newseq = new StringBuilder(seq.getLength()
-            * (toDna ? 3 : 1));
-
-    int residueNo = 0; // in seq, base 1
-    int[] phrase = new int[fromRatio];
-    int phraseOffset = 0;
-    int gapWidth = 0;
-    boolean first = true;
-    final Sequence alignedSeq = new Sequence("", "");
 
-    for (char c : seq.getSequence())
+    List<AlignedCodonFrame> dnaMappings = MappingUtils
+            .findMappingsForSequence(cdsSeq, mappings);
+    for (AlignedCodonFrame mapping : dnaMappings)
     {
-      if (c == gapCharacter)
+      SequenceI peptide = mapping.findAlignedSequence(cdsSeq, protein);
+      if (peptide != null)
       {
-        gapWidth++;
-        if (gapWidth >= fromRatio)
-        {
-          newseq.append(gap);
-          gapWidth = 0;
-        }
-      }
-      else
-      {
-        phrase[phraseOffset++] = residueNo + 1;
-        if (phraseOffset == fromRatio)
+        int peptideLength = peptide.getLength();
+        Mapping map = mapping.getMappingBetween(cdsSeq, peptide);
+        if (map != null)
         {
+          MapList mapList = map.getMap();
+          if (map.getTo() == peptide.getDatasetSequence())
+          {
+            mapList = mapList.getInverse();
+          }
+          int cdsLength = cdsDss.getLength();
+          int mappedFromLength = MappingUtils.getLength(mapList
+                  .getFromRanges());
+          int mappedToLength = MappingUtils
+                  .getLength(mapList.getToRanges());
+          boolean addStopCodon = (cdsLength == mappedFromLength
+                  * CODON_LENGTH + CODON_LENGTH)
+                  || (peptide.getDatasetSequence().getLength() == mappedFromLength - 1);
+          if (cdsLength != mappedToLength && !addStopCodon)
+          {
+            System.err
+                    .println(String
+                            .format("Can't align cds as protein (length mismatch %d/%d): %s",
+                                    cdsLength, mappedToLength,
+                                    cdsSeq.getName()));
+          }
+
+          /*
+           * pre-fill the aligned cds sequence with gaps
+           */
+          char[] alignedCds = new char[peptideLength * CODON_LENGTH
+                  + (addStopCodon ? CODON_LENGTH : 0)];
+          Arrays.fill(alignedCds, gapChar);
+
           /*
-           * Have read a whole codon (or protein residue), now translate: map
-           * source phrase to positions in target sequence add characters at
-           * these positions to newseq Note mapping positions are base 1, our
-           * sequence positions base 0.
+           * walk over the aligned peptide sequence and insert mapped 
+           * codons for residues in the aligned cds sequence 
            */
-          SearchResults sr = new SearchResults();
-          for (int pos : phrase)
+          char[] alignedPeptide = peptide.getSequence();
+          char[] nucleotides = cdsDss.getSequence();
+          int copiedBases = 0;
+          int cdsStart = cdsDss.getStart();
+          int proteinPos = peptide.getStart() - 1;
+          int cdsCol = 0;
+          for (char residue : alignedPeptide)
           {
-            mapping.markMappedRegion(seq, pos, sr);
+            if (Comparison.isGap(residue))
+            {
+              cdsCol += CODON_LENGTH;
+            }
+            else
+            {
+              proteinPos++;
+              int[] codon = mapList.locateInTo(proteinPos, proteinPos);
+              if (codon == null)
+              {
+                // e.g. incomplete start codon, X in peptide
+                cdsCol += CODON_LENGTH;
+              }
+              else
+              {
+                for (int j = codon[0]; j <= codon[1]; j++)
+                {
+                  char mappedBase = nucleotides[j - cdsStart];
+                  alignedCds[cdsCol++] = mappedBase;
+                  copiedBases++;
+                }
+              }
+            }
           }
-          newseq.append(sr.getCharacters());
-          if (first)
+
+          /*
+           * append stop codon if not mapped from protein,
+           * closing it up to the end of the mapped sequence
+           */
+          if (copiedBases == nucleotides.length - CODON_LENGTH)
           {
-            first = false;
-            // Hack: Copy sequence dataset, name and description from
-            // SearchResults.match[0].sequence
-            // TODO? carry over sequence names from original 'complement'
-            // alignment
-            SequenceI mappedTo = sr.getResultSequence(0);
-            alignedSeq.setName(mappedTo.getName());
-            alignedSeq.setDescription(mappedTo.getDescription());
-            alignedSeq.setDatasetSequence(mappedTo);
+            for (int i = alignedCds.length - 1; i >= 0; i--)
+            {
+              if (!Comparison.isGap(alignedCds[i]))
+              {
+                cdsCol = i + 1; // gap just after end of sequence
+                break;
+              }
+            }
+            for (int i = nucleotides.length - CODON_LENGTH; i < nucleotides.length; i++)
+            {
+              alignedCds[cdsCol++] = nucleotides[i];
+            }
           }
-          phraseOffset = 0;
+          cdsSeq.setSequence(new String(alignedCds));
+          return true;
         }
-        residueNo++;
       }
     }
-    alignedSeq.setSequence(newseq.toString());
-    return alignedSeq;
+    return false;
   }
 
   /**
-   * Realigns the given protein to match the alignment of the dna, using codon
-   * mappings to translate aligned codon positions to protein residues.
+   * Builds a map whose key is an aligned codon position (3 alignment column
+   * numbers base 0), and whose value is a map from protein sequence to each
+   * protein's peptide residue for that codon. The map generates an ordering of
+   * the codons, and allows us to read off the peptides at each position in
+   * order to assemble 'aligned' protein sequences.
    * 
    * @param protein
-   *          the alignment whose sequences are realigned by this method
+   *          the protein alignment
    * @param dna
-   *          the dna alignment whose alignment we are 'copying'
-   * @return the number of sequences that were realigned
+   *          the coding dna alignment
+   * @param unmappedProtein
+   *          any unmapped proteins are added to this list
+   * @return
    */
-  public static int alignProteinAsDna(AlignmentI protein, AlignmentI dna)
+  protected static Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> buildCodonColumnsMap(
+          AlignmentI protein, AlignmentI dna,
+          List<SequenceI> unmappedProtein)
   {
-    List<SequenceI> unmappedProtein = new ArrayList<SequenceI>();
+    /*
+     * maintain a list of any proteins with no mappings - these will be
+     * rendered 'as is' in the protein alignment as we can't align them
+     */
     unmappedProtein.addAll(protein.getSequences());
 
-    Set<AlignedCodonFrame> mappings = protein.getCodonFrames();
+    List<AlignedCodonFrame> mappings = protein.getCodonFrames();
 
     /*
      * Map will hold, for each aligned codon position e.g. [3, 5, 6], a map of
      * {dnaSequence, {proteinSequence, codonProduct}} at that position. The
      * comparator keeps the codon positions ordered.
      */
-    Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, String>> alignedCodons = new TreeMap<AlignedCodon, Map<SequenceI, String>>(
+    Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> alignedCodons = new TreeMap<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>>(
             new CodonComparator());
+
     for (SequenceI dnaSeq : dna.getSequences())
     {
       for (AlignedCodonFrame mapping : mappings)
       {
-        Mapping seqMap = mapping.getMappingForSequence(dnaSeq);
-        SequenceI prot = mapping.findAlignedSequence(
-                dnaSeq.getDatasetSequence(), protein);
+        SequenceI prot = mapping.findAlignedSequence(dnaSeq, protein);
         if (prot != null)
         {
+          Mapping seqMap = mapping.getMappingForSequence(dnaSeq);
           addCodonPositions(dnaSeq, prot, protein.getGapCharacter(),
                   seqMap, alignedCodons);
           unmappedProtein.remove(prot);
         }
       }
     }
-    return alignProteinAs(protein, alignedCodons, unmappedProtein);
+
+    /*
+     * Finally add any unmapped peptide start residues (e.g. for incomplete
+     * codons) as if at the codon position before the second residue
+     */
+    // TODO resolve JAL-2022 so this fudge can be removed
+    int mappedSequenceCount = protein.getHeight() - unmappedProtein.size();
+    addUnmappedPeptideStarts(alignedCodons, mappedSequenceCount);
+
+    return alignedCodons;
+  }
+
+  /**
+   * Scans for any protein mapped from position 2 (meaning unmapped start
+   * position e.g. an incomplete codon), and synthesizes a 'codon' for it at the
+   * preceding position in the alignment
+   * 
+   * @param alignedCodons
+   *          the codon-to-peptide map
+   * @param mappedSequenceCount
+   *          the number of distinct sequences in the map
+   */
+  protected static void addUnmappedPeptideStarts(
+          Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> alignedCodons,
+          int mappedSequenceCount)
+  {
+    // TODO delete this ugly hack once JAL-2022 is resolved
+    // i.e. we can model startPhase > 0 (incomplete start codon)
+
+    List<SequenceI> sequencesChecked = new ArrayList<SequenceI>();
+    AlignedCodon lastCodon = null;
+    Map<SequenceI, AlignedCodon> toAdd = new HashMap<SequenceI, AlignedCodon>();
+
+    for (Entry<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> entry : alignedCodons
+            .entrySet())
+    {
+      for (Entry<SequenceI, AlignedCodon> sequenceCodon : entry.getValue()
+              .entrySet())
+      {
+        SequenceI seq = sequenceCodon.getKey();
+        if (sequencesChecked.contains(seq))
+        {
+          continue;
+        }
+        sequencesChecked.add(seq);
+        AlignedCodon codon = sequenceCodon.getValue();
+        if (codon.peptideCol > 1)
+        {
+          System.err
+                  .println("Problem mapping protein with >1 unmapped start positions: "
+                          + seq.getName());
+        }
+        else if (codon.peptideCol == 1)
+        {
+          /*
+           * first position (peptideCol == 0) was unmapped - add it
+           */
+          if (lastCodon != null)
+          {
+            AlignedCodon firstPeptide = new AlignedCodon(lastCodon.pos1,
+                    lastCodon.pos2, lastCodon.pos3, String.valueOf(seq
+                            .getCharAt(0)), 0);
+            toAdd.put(seq, firstPeptide);
+          }
+          else
+          {
+            /*
+             * unmapped residue at start of alignment (no prior column) -
+             * 'insert' at nominal codon [0, 0, 0]
+             */
+            AlignedCodon firstPeptide = new AlignedCodon(0, 0, 0,
+                    String.valueOf(seq.getCharAt(0)), 0);
+            toAdd.put(seq, firstPeptide);
+          }
+        }
+        if (sequencesChecked.size() == mappedSequenceCount)
+        {
+          // no need to check past first mapped position in all sequences
+          break;
+        }
+      }
+      lastCodon = entry.getKey();
+    }
+
+    /*
+     * add any new codons safely after iterating over the map
+     */
+    for (Entry<SequenceI, AlignedCodon> startCodon : toAdd.entrySet())
+    {
+      addCodonToMap(alignedCodons, startCodon.getValue(),
+              startCodon.getKey());
+    }
   }
 
   /**
@@ -948,7 +1197,7 @@ public class AlignmentUtils
    * @return
    */
   protected static int alignProteinAs(AlignmentI protein,
-          Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, String>> alignedCodons,
+          Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> alignedCodons,
           List<SequenceI> unmappedProtein)
   {
     /*
@@ -970,12 +1219,13 @@ public class AlignmentUtils
     int column = 0;
     for (AlignedCodon codon : alignedCodons.keySet())
     {
-      final Map<SequenceI, String> columnResidues = alignedCodons
+      final Map<SequenceI, AlignedCodon> columnResidues = alignedCodons
               .get(codon);
-      for (Entry<SequenceI, String> entry : columnResidues.entrySet())
+      for (Entry<SequenceI, AlignedCodon> entry : columnResidues.entrySet())
       {
         // place translated codon at its column position in sequence
-        entry.getKey().getSequence()[column] = entry.getValue().charAt(0);
+        entry.getKey().getSequence()[column] = entry.getValue().product
+                .charAt(0);
       }
       column++;
     }
@@ -1000,23 +1250,51 @@ public class AlignmentUtils
    */
   static void addCodonPositions(SequenceI dna, SequenceI protein,
           char gapChar, Mapping seqMap,
-          Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, String>> alignedCodons)
+          Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> alignedCodons)
   {
     Iterator<AlignedCodon> codons = seqMap.getCodonIterator(dna, gapChar);
+
+    /*
+     * add codon positions, and their peptide translations, to the alignment
+     * map, while remembering the first codon mapped
+     */
     while (codons.hasNext())
     {
-      AlignedCodon codon = codons.next();
-      Map<SequenceI, String> seqProduct = alignedCodons.get(codon);
-      if (seqProduct == null)
+      try
       {
-        seqProduct = new HashMap<SequenceI, String>();
-        alignedCodons.put(codon, seqProduct);
+        AlignedCodon codon = codons.next();
+        addCodonToMap(alignedCodons, codon, protein);
+      } catch (IncompleteCodonException e)
+      {
+        // possible incomplete trailing codon - ignore
+      } catch (NoSuchElementException e)
+      {
+        // possibly peptide lacking STOP
       }
-      seqProduct.put(protein, codon.product);
     }
   }
 
   /**
+   * Helper method to add a codon-to-peptide entry to the aligned codons map
+   * 
+   * @param alignedCodons
+   * @param codon
+   * @param protein
+   */
+  protected static void addCodonToMap(
+          Map<AlignedCodon, Map<SequenceI, AlignedCodon>> alignedCodons,
+          AlignedCodon codon, SequenceI protein)
+  {
+    Map<SequenceI, AlignedCodon> seqProduct = alignedCodons.get(codon);
+    if (seqProduct == null)
+    {
+      seqProduct = new HashMap<SequenceI, AlignedCodon>();
+      alignedCodons.put(codon, seqProduct);
+    }
+    seqProduct.put(protein, codon);
+  }
+
+  /**
    * Returns true if a cDNA/Protein mapping either exists, or could be made,
    * between at least one pair of sequences in the two alignments. Currently,
    * the logic is:
@@ -1048,7 +1326,7 @@ public class AlignmentUtils
     }
     AlignmentI dna = al1.isNucleotide() ? al1 : al2;
     AlignmentI protein = dna == al1 ? al2 : al1;
-    Set<AlignedCodonFrame> mappings = protein.getCodonFrames();
+    List<AlignedCodonFrame> mappings = protein.getCodonFrames();
     for (SequenceI dnaSeq : dna.getSequences())
     {
       for (SequenceI proteinSeq : protein.getSequences())
@@ -1072,7 +1350,7 @@ public class AlignmentUtils
    * @return
    */
   protected static boolean isMappable(SequenceI dnaSeq,
-          SequenceI proteinSeq, Set<AlignedCodonFrame> mappings)
+          SequenceI proteinSeq, List<AlignedCodonFrame> mappings)
   {
     if (dnaSeq == null || proteinSeq == null)
     {
@@ -1084,13 +1362,13 @@ public class AlignmentUtils
     SequenceI proteinDs = proteinSeq.getDatasetSequence() == null ? proteinSeq
             : proteinSeq.getDatasetSequence();
 
-    /*
-     * Already mapped?
-     */
     for (AlignedCodonFrame mapping : mappings)
     {
       if (proteinDs == mapping.getAaForDnaSeq(dnaDs))
       {
+        /*
+         * already mapped
+         */
         return true;
       }
     }
@@ -1099,7 +1377,7 @@ public class AlignmentUtils
      * Just try to make a mapping (it is not yet stored), test whether
      * successful.
      */
-    return mapProteinSequenceToCdna(proteinDs, dnaDs) != null;
+    return mapCdnaToProtein(proteinDs, dnaDs) != null;
   }
 
   /**
@@ -1241,15 +1519,19 @@ public class AlignmentUtils
           Collection<String> types, List<SequenceI> forSequences,
           boolean anyType, boolean doShow)
   {
-    for (AlignmentAnnotation aa : al.getAlignmentAnnotation())
+    AlignmentAnnotation[] anns = al.getAlignmentAnnotation();
+    if (anns != null)
     {
-      if (anyType || types.contains(aa.label))
+      for (AlignmentAnnotation aa : anns)
       {
-        if ((aa.sequenceRef != null)
-                && (forSequences == null || forSequences
-                        .contains(aa.sequenceRef)))
+        if (anyType || types.contains(aa.label))
         {
-          aa.visible = doShow;
+          if ((aa.sequenceRef != null)
+                  && (forSequences == null || forSequences
+                          .contains(aa.sequenceRef)))
+          {
+            aa.visible = doShow;
+          }
         }
       }
     }
@@ -1284,7 +1566,7 @@ public class AlignmentUtils
       return false;
     }
     String name = seq2.getName();
-    final DBRefEntry[] xrefs = seq1.getDBRef();
+    final DBRefEntry[] xrefs = seq1.getDBRefs();
     if (xrefs != null)
     {
       for (DBRefEntry xref : xrefs)
@@ -1301,133 +1583,1402 @@ public class AlignmentUtils
   }
 
   /**
-   * Constructs an alignment consisting of the mapped exon regions in the given
-   * nucleotide sequences, and updates mappings to match.
+   * Constructs an alignment consisting of the mapped (CDS) regions in the given
+   * nucleotide sequences, and updates mappings to match. The CDS sequences are
+   * added to the original alignment's dataset, which is shared by the new
+   * alignment. Mappings from nucleotide to CDS, and from CDS to protein, are
+   * added to the alignment dataset.
    * 
    * @param dna
-   *          aligned dna sequences
-   * @param mappings
-   *          from dna to protein; these are replaced with new mappings
-   * @return an alignment whose sequences are the exon-only parts of the dna
-   *         sequences (or null if no exons are found)
+   *          aligned nucleotide (dna or cds) sequences
+   * @param dataset
+   *          the alignment dataset the sequences belong to
+   * @param products
+   *          (optional) to restrict results to CDS that map to specified
+   *          protein products
+   * @return an alignment whose sequences are the cds-only parts of the dna
+   *         sequences (or null if no mappings are found)
    */
-  public static AlignmentI makeExonAlignment(SequenceI[] dna,
-          Set<AlignedCodonFrame> mappings)
+  public static AlignmentI makeCdsAlignment(SequenceI[] dna,
+          AlignmentI dataset, SequenceI[] products)
   {
-    Set<AlignedCodonFrame> newMappings = new LinkedHashSet<AlignedCodonFrame>();
-    List<SequenceI> exonSequences = new ArrayList<SequenceI>();
-
-    for (SequenceI dnaSeq : dna)
+    if (dataset == null || dataset.getDataset() != null)
     {
-      final SequenceI ds = dnaSeq.getDatasetSequence();
-      List<AlignedCodonFrame> seqMappings = MappingUtils
-              .findMappingsForSequence(ds, mappings);
-      for (AlignedCodonFrame acf : seqMappings)
+      throw new IllegalArgumentException(
+              "IMPLEMENTATION ERROR: dataset.getDataset() must be null!");
+    }
+    List<SequenceI> foundSeqs = new ArrayList<SequenceI>();
+    List<SequenceI> cdsSeqs = new ArrayList<SequenceI>();
+    List<AlignedCodonFrame> mappings = dataset.getCodonFrames();
+    HashSet<SequenceI> productSeqs = null;
+    if (products != null)
+    {
+      productSeqs = new HashSet<SequenceI>();
+      for (SequenceI seq : products)
       {
-        AlignedCodonFrame newMapping = new AlignedCodonFrame();
-        final List<SequenceI> mappedExons = makeExonSequences(ds, acf,
-                newMapping);
-        if (!mappedExons.isEmpty())
-        {
-          exonSequences.addAll(mappedExons);
-          newMappings.add(newMapping);
-        }
+        productSeqs.add(seq.getDatasetSequence() == null ? seq : seq
+                .getDatasetSequence());
       }
     }
-    AlignmentI al = new Alignment(
-            exonSequences.toArray(new SequenceI[exonSequences.size()]));
-    al.setDataset(null);
 
     /*
-     * Replace the old mappings with the new ones
+     * Construct CDS sequences from mappings on the alignment dataset.
+     * The logic is:
+     * - find the protein product(s) mapped to from each dna sequence
+     * - if the mapping covers the whole dna sequence (give or take start/stop
+     *   codon), take the dna as the CDS sequence
+     * - else search dataset mappings for a suitable dna sequence, i.e. one
+     *   whose whole sequence is mapped to the protein 
+     * - if no sequence found, construct one from the dna sequence and mapping
+     *   (and add it to dataset so it is found if this is repeated)
      */
-    mappings.clear();
-    mappings.addAll(newMappings);
-
-    return al;
-  }
-
-  /**
-   * Helper method to make exon-only sequences and populate their mappings to
-   * protein products
-   * <p>
-   * For example, if ggCCaTTcGAg has mappings [3, 4, 6, 7, 9, 10] to protein
-   * then generate a sequence CCTTGA with mapping [1, 6] to the same protein
-   * residues
-   * <p>
-   * Typically eukaryotic dna will include exons encoding for a single peptide
-   * sequence i.e. return a single result. Bacterial dna may have overlapping
-   * exon mappings coding for multiple peptides so return multiple results
-   * (example EMBL KF591215).
-   * 
-   * @param dnaSeq
-   *          a dna dataset sequence
-   * @param mapping
-   *          containing one or more mappings of the sequence to protein
-   * @param newMapping
-   *          the new mapping to populate, from the exon-only sequences to their
-   *          mapped protein sequences
-   * @return
-   */
-  protected static List<SequenceI> makeExonSequences(SequenceI dnaSeq,
-          AlignedCodonFrame mapping, AlignedCodonFrame newMapping)
-  {
-    List<SequenceI> exonSequences = new ArrayList<SequenceI>();
-    List<Mapping> seqMappings = mapping.getMappingsForSequence(dnaSeq);
-    final char[] dna = dnaSeq.getSequence();
-    for (Mapping seqMapping : seqMappings)
+    for (SequenceI dnaSeq : dna)
     {
-      StringBuilder newSequence = new StringBuilder(dnaSeq.getLength());
+      SequenceI dnaDss = dnaSeq.getDatasetSequence() == null ? dnaSeq
+              : dnaSeq.getDatasetSequence();
 
-      /*
-       * Get the codon regions as { [2, 5], [7, 12], [14, 14] etc }
-       */
-      final List<int[]> dnaExonRanges = seqMapping.getMap().getFromRanges();
-      for (int[] range : dnaExonRanges)
+      List<AlignedCodonFrame> seqMappings = MappingUtils
+              .findMappingsForSequence(dnaSeq, mappings);
+      for (AlignedCodonFrame mapping : seqMappings)
       {
-        for (int pos = range[0]; pos <= range[1]; pos++)
-        {
-          newSequence.append(dna[pos - 1]);
-        }
-      }
-
-      SequenceI exon = new Sequence(dnaSeq.getName(),
-              newSequence.toString());
+        List<Mapping> mappingsFromSequence = mapping
+                .getMappingsFromSequence(dnaSeq);
 
-      /*
-       * Locate any xrefs to CDS database on the protein product and attach to
-       * the CDS sequence. Also add as a sub-token of the sequence name.
-       */
-      // default to "CDS" if we can't locate an actual gene id
-      String cdsAccId = FeatureProperties
-              .getCodingFeature(DBRefSource.EMBL);
-      DBRefEntry[] cdsRefs = DBRefUtils.selectRefs(seqMapping.getTo()
-              .getDBRef(), DBRefSource.CODINGDBS);
-      if (cdsRefs != null)
-      {
-        for (DBRefEntry cdsRef : cdsRefs)
+        for (Mapping aMapping : mappingsFromSequence)
         {
-          exon.addDBRef(new DBRefEntry(cdsRef));
-          cdsAccId = cdsRef.getAccessionId();
-        }
-      }
-      exon.setName(exon.getName() + "|" + cdsAccId);
-      exon.createDatasetSequence();
+          MapList mapList = aMapping.getMap();
+          if (mapList.getFromRatio() == 1)
+          {
+            /*
+             * not a dna-to-protein mapping (likely dna-to-cds)
+             */
+            continue;
+          }
 
-      /*
-       * Build new mappings - from the same protein regions, but now to
-       * contiguous exons
-       */
-      List<int[]> exonRange = new ArrayList<int[]>();
-      exonRange.add(new int[] { 1, newSequence.length() });
-      MapList map = new MapList(exonRange, seqMapping.getMap()
-              .getToRanges(), 3, 1);
-      newMapping.addMap(exon.getDatasetSequence(), seqMapping.getTo(), map);
-      MapList cdsToDnaMap = new MapList(dnaExonRanges, exonRange, 1, 1);
-      newMapping.addMap(dnaSeq, exon.getDatasetSequence(), cdsToDnaMap);
+          /*
+           * skip if mapping is not to one of the target set of proteins
+           */
+          SequenceI proteinProduct = aMapping.getTo();
+          if (productSeqs != null && !productSeqs.contains(proteinProduct))
+          {
+            continue;
+          }
 
-      exonSequences.add(exon);
-    }
-    return exonSequences;
+          /*
+           * try to locate the CDS from the dataset mappings;
+           * guard against duplicate results (for the case that protein has
+           * dbrefs to both dna and cds sequences)
+           */
+          SequenceI cdsSeq = findCdsForProtein(mappings, dnaSeq,
+                  seqMappings, aMapping);
+          if (cdsSeq != null)
+          {
+            if (!foundSeqs.contains(cdsSeq))
+            {
+              foundSeqs.add(cdsSeq);
+              SequenceI derivedSequence = cdsSeq.deriveSequence();
+              cdsSeqs.add(derivedSequence);
+              if (!dataset.getSequences().contains(cdsSeq))
+              {
+                dataset.addSequence(cdsSeq);
+              }
+            }
+            continue;
+          }
+
+          /*
+           * didn't find mapped CDS sequence - construct it and add
+           * its dataset sequence to the dataset
+           */
+          cdsSeq = makeCdsSequence(dnaSeq.getDatasetSequence(), aMapping,
+                  dataset).deriveSequence();
+          // cdsSeq has a name constructed as CDS|<dbref>
+          // <dbref> will be either the accession for the coding sequence,
+          // marked in the /via/ dbref to the protein product accession
+          // or it will be the original nucleotide accession.
+          SequenceI cdsSeqDss = cdsSeq.getDatasetSequence();
+
+          cdsSeqs.add(cdsSeq);
+
+          if (!dataset.getSequences().contains(cdsSeqDss))
+          {
+            // check if this sequence is a newly created one
+            // so needs adding to the dataset
+            dataset.addSequence(cdsSeqDss);
+          }
+
+          /*
+           * add a mapping from CDS to the (unchanged) mapped to range
+           */
+          List<int[]> cdsRange = Collections.singletonList(new int[] { 1,
+              cdsSeq.getLength() });
+          MapList cdsToProteinMap = new MapList(cdsRange,
+                  mapList.getToRanges(), mapList.getFromRatio(),
+                  mapList.getToRatio());
+          AlignedCodonFrame cdsToProteinMapping = new AlignedCodonFrame();
+          cdsToProteinMapping.addMap(cdsSeqDss, proteinProduct,
+                  cdsToProteinMap);
+
+          /*
+           * guard against duplicating the mapping if repeating this action
+           */
+          if (!mappings.contains(cdsToProteinMapping))
+          {
+            mappings.add(cdsToProteinMapping);
+          }
+
+          propagateDBRefsToCDS(cdsSeqDss, dnaSeq.getDatasetSequence(),
+                  proteinProduct, aMapping);
+          /*
+           * add another mapping from original 'from' range to CDS
+           */
+          AlignedCodonFrame dnaToCdsMapping = new AlignedCodonFrame();
+          MapList dnaToCdsMap = new MapList(mapList.getFromRanges(),
+                  cdsRange, 1, 1);
+          dnaToCdsMapping.addMap(dnaSeq.getDatasetSequence(), cdsSeqDss,
+                  dnaToCdsMap);
+          if (!mappings.contains(dnaToCdsMapping))
+          {
+            mappings.add(dnaToCdsMapping);
+          }
+
+          /*
+           * add DBRef with mapping from protein to CDS
+           * (this enables Get Cross-References from protein alignment)
+           * This is tricky because we can't have two DBRefs with the
+           * same source and accession, so need a different accession for
+           * the CDS from the dna sequence
+           */
+
+          // specific use case:
+          // Genomic contig ENSCHR:1, contains coding regions for ENSG01,
+          // ENSG02, ENSG03, with transcripts and products similarly named.
+          // cannot add distinct dbrefs mapping location on ENSCHR:1 to ENSG01
+
+          // JBPNote: ?? can't actually create an example that demonstrates we
+          // need to
+          // synthesize an xref.
+
+          for (DBRefEntry primRef : dnaDss.getPrimaryDBRefs())
+          {
+            // creates a complementary cross-reference to the source sequence's
+            // primary reference.
+
+            DBRefEntry cdsCrossRef = new DBRefEntry(primRef.getSource(),
+                    primRef.getSource() + ":" + primRef.getVersion(),
+                    primRef.getAccessionId());
+            cdsCrossRef
+                    .setMap(new Mapping(dnaDss, new MapList(dnaToCdsMap)));
+            cdsSeqDss.addDBRef(cdsCrossRef);
+
+            // problem here is that the cross-reference is synthesized -
+            // cdsSeq.getName() may be like 'CDS|dnaaccession' or
+            // 'CDS|emblcdsacc'
+            // assuming cds version same as dna ?!?
+
+            DBRefEntry proteinToCdsRef = new DBRefEntry(
+                    primRef.getSource(), primRef.getVersion(),
+                    cdsSeq.getName());
+            //
+            proteinToCdsRef.setMap(new Mapping(cdsSeqDss, cdsToProteinMap
+                    .getInverse()));
+            proteinProduct.addDBRef(proteinToCdsRef);
+          }
+
+          /*
+           * transfer any features on dna that overlap the CDS
+           */
+          transferFeatures(dnaSeq, cdsSeq, dnaToCdsMap, null,
+                  SequenceOntologyI.CDS);
+        }
+      }
+    }
+
+    AlignmentI cds = new Alignment(cdsSeqs.toArray(new SequenceI[cdsSeqs
+            .size()]));
+    cds.setDataset(dataset);
+
+    return cds;
+  }
+
+  /**
+   * A helper method that finds a CDS sequence in the alignment dataset that is
+   * mapped to the given protein sequence, and either is, or has a mapping from,
+   * the given dna sequence.
+   * 
+   * @param mappings
+   *          set of all mappings on the dataset
+   * @param dnaSeq
+   *          a dna (or cds) sequence we are searching from
+   * @param seqMappings
+   *          the set of mappings involving dnaSeq
+   * @param aMapping
+   *          an initial candidate from seqMappings
+   * @return
+   */
+  static SequenceI findCdsForProtein(List<AlignedCodonFrame> mappings,
+          SequenceI dnaSeq, List<AlignedCodonFrame> seqMappings,
+          Mapping aMapping)
+  {
+    /*
+     * TODO a better dna-cds-protein mapping data representation to allow easy
+     * navigation; until then this clunky looping around lists of mappings
+     */
+    SequenceI seqDss = dnaSeq.getDatasetSequence() == null ? dnaSeq
+            : dnaSeq.getDatasetSequence();
+    SequenceI proteinProduct = aMapping.getTo();
+
+    /*
+     * is this mapping from the whole dna sequence (i.e. CDS)?
+     * allowing for possible stop codon on dna but not peptide
+     */
+    int mappedFromLength = MappingUtils.getLength(aMapping.getMap()
+            .getFromRanges());
+    int dnaLength = seqDss.getLength();
+    if (mappedFromLength == dnaLength
+            || mappedFromLength == dnaLength - CODON_LENGTH)
+    {
+      return seqDss;
+    }
+
+    /*
+     * looks like we found the dna-to-protein mapping; search for the
+     * corresponding cds-to-protein mapping
+     */
+    List<AlignedCodonFrame> mappingsToPeptide = MappingUtils
+            .findMappingsForSequence(proteinProduct, mappings);
+    for (AlignedCodonFrame acf : mappingsToPeptide)
+    {
+      for (SequenceToSequenceMapping map : acf.getMappings())
+      {
+        Mapping mapping = map.getMapping();
+        if (mapping != aMapping
+                && mapping.getMap().getFromRatio() == CODON_LENGTH
+                && proteinProduct == mapping.getTo()
+                && seqDss != map.getFromSeq())
+        {
+          mappedFromLength = MappingUtils.getLength(mapping.getMap()
+                  .getFromRanges());
+          if (mappedFromLength == map.getFromSeq().getLength())
+          {
+            /*
+            * found a 3:1 mapping to the protein product which covers
+            * the whole dna sequence i.e. is from CDS; finally check it
+            * is from the dna start sequence
+            */
+            SequenceI cdsSeq = map.getFromSeq();
+            List<AlignedCodonFrame> dnaToCdsMaps = MappingUtils
+                    .findMappingsForSequence(cdsSeq, seqMappings);
+            if (!dnaToCdsMaps.isEmpty())
+            {
+              return cdsSeq;
+            }
+          }
+        }
+      }
+    }
+    return null;
+  }
+
+  /**
+   * Helper method that makes a CDS sequence as defined by the mappings from the
+   * given sequence i.e. extracts the 'mapped from' ranges (which may be on
+   * forward or reverse strand).
+   * 
+   * @param seq
+   * @param mapping
+   * @param dataset
+   *          - existing dataset. We check for sequences that look like the CDS
+   *          we are about to construct, if one exists already, then we will
+   *          just return that one.
+   * @return CDS sequence (as a dataset sequence)
+   */
+  static SequenceI makeCdsSequence(SequenceI seq, Mapping mapping,
+          AlignmentI dataset)
+  {
+    char[] seqChars = seq.getSequence();
+    List<int[]> fromRanges = mapping.getMap().getFromRanges();
+    int cdsWidth = MappingUtils.getLength(fromRanges);
+    char[] newSeqChars = new char[cdsWidth];
+
+    int newPos = 0;
+    for (int[] range : fromRanges)
+    {
+      if (range[0] <= range[1])
+      {
+        // forward strand mapping - just copy the range
+        int length = range[1] - range[0] + 1;
+        System.arraycopy(seqChars, range[0] - 1, newSeqChars, newPos,
+                length);
+        newPos += length;
+      }
+      else
+      {
+        // reverse strand mapping - copy and complement one by one
+        for (int i = range[0]; i >= range[1]; i--)
+        {
+          newSeqChars[newPos++] = Dna.getComplement(seqChars[i - 1]);
+        }
+      }
+    }
+
+    /*
+     * assign 'from id' held in the mapping if set (e.g. EMBL protein_id),
+     * else generate a sequence name
+     */
+    String mapFromId = mapping.getMappedFromId();
+    String seqId = "CDS|" + (mapFromId != null ? mapFromId : seq.getName());
+    SequenceI newSeq = new Sequence(seqId, newSeqChars, 1, newPos);
+    if (dataset != null)
+    {
+      SequenceI[] matches = dataset.findSequenceMatch(newSeq.getName());
+      if (matches != null)
+      {
+        boolean matched = false;
+        for (SequenceI mtch : matches)
+        {
+          if (mtch.getStart() != newSeq.getStart())
+          {
+            continue;
+          }
+          if (mtch.getEnd() != newSeq.getEnd())
+          {
+            continue;
+          }
+          if (!Arrays.equals(mtch.getSequence(), newSeq.getSequence()))
+          {
+            continue;
+          }
+          if (!matched)
+          {
+            matched = true;
+            newSeq = mtch;
+          }
+          else
+          {
+            System.err
+                    .println("JAL-2154 regression: warning - found (and ignnored a duplicate CDS sequence):"
+                            + mtch.toString());
+          }
+        }
+      }
+    }
+    // newSeq.setDescription(mapFromId);
+
+    return newSeq;
+  }
+
+  /**
+   * add any DBRefEntrys to cdsSeq from contig that have a Mapping congruent to
+   * the given mapping.
+   * 
+   * @param cdsSeq
+   * @param contig
+   * @param mapping
+   * @return list of DBRefEntrys added.
+   */
+  public static List<DBRefEntry> propagateDBRefsToCDS(SequenceI cdsSeq,
+          SequenceI contig, SequenceI proteinProduct, Mapping mapping)
+  {
+
+    // gather direct refs from contig congrent with mapping
+    List<DBRefEntry> direct = new ArrayList<DBRefEntry>();
+    HashSet<String> directSources = new HashSet<String>();
+    if (contig.getDBRefs() != null)
+    {
+      for (DBRefEntry dbr : contig.getDBRefs())
+      {
+        if (dbr.hasMap() && dbr.getMap().getMap().isTripletMap())
+        {
+          MapList map = dbr.getMap().getMap();
+          // check if map is the CDS mapping
+          if (mapping.getMap().equals(map))
+          {
+            direct.add(dbr);
+            directSources.add(dbr.getSource());
+          }
+        }
+      }
+    }
+    DBRefEntry[] onSource = DBRefUtils.selectRefs(
+            proteinProduct.getDBRefs(),
+            directSources.toArray(new String[0]));
+    List<DBRefEntry> propagated = new ArrayList<DBRefEntry>();
+
+    // and generate appropriate mappings
+    for (DBRefEntry cdsref : direct)
+    {
+      // clone maplist and mapping
+      MapList cdsposmap = new MapList(Arrays.asList(new int[][] { new int[]
+      { cdsSeq.getStart(), cdsSeq.getEnd() } }), cdsref.getMap().getMap()
+              .getToRanges(), 3, 1);
+      Mapping cdsmap = new Mapping(cdsref.getMap().getTo(), cdsref.getMap()
+              .getMap());
+
+      // create dbref
+      DBRefEntry newref = new DBRefEntry(cdsref.getSource(),
+              cdsref.getVersion(), cdsref.getAccessionId(), new Mapping(
+                      cdsmap.getTo(), cdsposmap));
+
+      // and see if we can map to the protein product for this mapping.
+      // onSource is the filtered set of accessions on protein that we are
+      // tranferring, so we assume accession is the same.
+      if (cdsmap.getTo() == null && onSource != null)
+      {
+        List<DBRefEntry> sourceRefs = DBRefUtils.searchRefs(onSource,
+                cdsref.getAccessionId());
+        if (sourceRefs != null)
+        {
+          for (DBRefEntry srcref : sourceRefs)
+          {
+            if (srcref.getSource().equalsIgnoreCase(cdsref.getSource()))
+            {
+              // we have found a complementary dbref on the protein product, so
+              // update mapping's getTo
+              newref.getMap().setTo(proteinProduct);
+            }
+          }
+        }
+      }
+      cdsSeq.addDBRef(newref);
+      propagated.add(newref);
+    }
+    return propagated;
+  }
+
+  /**
+   * Transfers co-located features on 'fromSeq' to 'toSeq', adjusting the
+   * feature start/end ranges, optionally omitting specified feature types.
+   * Returns the number of features copied.
+   * 
+   * @param fromSeq
+   * @param toSeq
+   * @param select
+   *          if not null, only features of this type are copied (including
+   *          subtypes in the Sequence Ontology)
+   * @param mapping
+   *          the mapping from 'fromSeq' to 'toSeq'
+   * @param omitting
+   */
+  public static int transferFeatures(SequenceI fromSeq, SequenceI toSeq,
+          MapList mapping, String select, String... omitting)
+  {
+    SequenceI copyTo = toSeq;
+    while (copyTo.getDatasetSequence() != null)
+    {
+      copyTo = copyTo.getDatasetSequence();
+    }
+
+    SequenceOntologyI so = SequenceOntologyFactory.getInstance();
+    int count = 0;
+    SequenceFeature[] sfs = fromSeq.getSequenceFeatures();
+    if (sfs != null)
+    {
+      for (SequenceFeature sf : sfs)
+      {
+        String type = sf.getType();
+        if (select != null && !so.isA(type, select))
+        {
+          continue;
+        }
+        boolean omit = false;
+        for (String toOmit : omitting)
+        {
+          if (type.equals(toOmit))
+          {
+            omit = true;
+          }
+        }
+        if (omit)
+        {
+          continue;
+        }
+
+        /*
+         * locate the mapped range - null if either start or end is
+         * not mapped (no partial overlaps are calculated)
+         */
+        int start = sf.getBegin();
+        int end = sf.getEnd();
+        int[] mappedTo = mapping.locateInTo(start, end);
+        /*
+         * if whole exon range doesn't map, try interpreting it
+         * as 5' or 3' exon overlapping the CDS range
+         */
+        if (mappedTo == null)
+        {
+          mappedTo = mapping.locateInTo(end, end);
+          if (mappedTo != null)
+          {
+            /*
+             * end of exon is in CDS range - 5' overlap
+             * to a range from the start of the peptide
+             */
+            mappedTo[0] = 1;
+          }
+        }
+        if (mappedTo == null)
+        {
+          mappedTo = mapping.locateInTo(start, start);
+          if (mappedTo != null)
+          {
+            /*
+             * start of exon is in CDS range - 3' overlap
+             * to a range up to the end of the peptide
+             */
+            mappedTo[1] = toSeq.getLength();
+          }
+        }
+        if (mappedTo != null)
+        {
+          SequenceFeature copy = new SequenceFeature(sf);
+          copy.setBegin(Math.min(mappedTo[0], mappedTo[1]));
+          copy.setEnd(Math.max(mappedTo[0], mappedTo[1]));
+          copyTo.addSequenceFeature(copy);
+          count++;
+        }
+      }
+    }
+    return count;
+  }
+
+  /**
+   * Returns a mapping from dna to protein by inspecting sequence features of
+   * type "CDS" on the dna.
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @param proteinSeq
+   * @return
+   */
+  public static MapList mapCdsToProtein(SequenceI dnaSeq,
+          SequenceI proteinSeq)
+  {
+    List<int[]> ranges = findCdsPositions(dnaSeq);
+    int mappedDnaLength = MappingUtils.getLength(ranges);
+
+    int proteinLength = proteinSeq.getLength();
+    int proteinStart = proteinSeq.getStart();
+    int proteinEnd = proteinSeq.getEnd();
+
+    /*
+     * incomplete start codon may mean X at start of peptide
+     * we ignore both for mapping purposes
+     */
+    if (proteinSeq.getCharAt(0) == 'X')
+    {
+      // todo JAL-2022 support startPhase > 0
+      proteinStart++;
+      proteinLength--;
+    }
+    List<int[]> proteinRange = new ArrayList<int[]>();
+
+    /*
+     * dna length should map to protein (or protein plus stop codon)
+     */
+    int codesForResidues = mappedDnaLength / CODON_LENGTH;
+    if (codesForResidues == (proteinLength + 1))
+    {
+      // assuming extra codon is for STOP and not in peptide
+      codesForResidues--;
+    }
+    if (codesForResidues == proteinLength)
+    {
+      proteinRange.add(new int[] { proteinStart, proteinEnd });
+      return new MapList(ranges, proteinRange, CODON_LENGTH, 1);
+    }
+    return null;
+  }
+
+  /**
+   * Returns a list of CDS ranges found (as sequence positions base 1), i.e. of
+   * start/end positions of sequence features of type "CDS" (or a sub-type of
+   * CDS in the Sequence Ontology). The ranges are sorted into ascending start
+   * position order, so this method is only valid for linear CDS in the same
+   * sense as the protein product.
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @return
+   */
+  public static List<int[]> findCdsPositions(SequenceI dnaSeq)
+  {
+    List<int[]> result = new ArrayList<int[]>();
+    SequenceFeature[] sfs = dnaSeq.getSequenceFeatures();
+    if (sfs == null)
+    {
+      return result;
+    }
+
+    SequenceOntologyI so = SequenceOntologyFactory.getInstance();
+    int startPhase = 0;
+
+    for (SequenceFeature sf : sfs)
+    {
+      /*
+       * process a CDS feature (or a sub-type of CDS)
+       */
+      if (so.isA(sf.getType(), SequenceOntologyI.CDS))
+      {
+        int phase = 0;
+        try
+        {
+          phase = Integer.parseInt(sf.getPhase());
+        } catch (NumberFormatException e)
+        {
+          // ignore
+        }
+        /*
+         * phase > 0 on first codon means 5' incomplete - skip to the start
+         * of the next codon; example ENST00000496384
+         */
+        int begin = sf.getBegin();
+        int end = sf.getEnd();
+        if (result.isEmpty())
+        {
+          begin += phase;
+          if (begin > end)
+          {
+            // shouldn't happen!
+            System.err
+                    .println("Error: start phase extends beyond start CDS in "
+                            + dnaSeq.getName());
+          }
+        }
+        result.add(new int[] { begin, end });
+      }
+    }
+
+    /*
+     * remove 'startPhase' positions (usually 0) from the first range 
+     * so we begin at the start of a complete codon
+     */
+    if (!result.isEmpty())
+    {
+      // TODO JAL-2022 correctly model start phase > 0
+      result.get(0)[0] += startPhase;
+    }
+
+    /*
+     * Finally sort ranges by start position. This avoids a dependency on 
+     * keeping features in order on the sequence (if they are in order anyway,
+     * the sort will have almost no work to do). The implicit assumption is CDS
+     * ranges are assembled in order. Other cases should not use this method,
+     * but instead construct an explicit mapping for CDS (e.g. EMBL parsing).
+     */
+    Collections.sort(result, new Comparator<int[]>()
+    {
+      @Override
+      public int compare(int[] o1, int[] o2)
+      {
+        return Integer.compare(o1[0], o2[0]);
+      }
+    });
+    return result;
+  }
+
+  /**
+   * Maps exon features from dna to protein, and computes variants in peptide
+   * product generated by variants in dna, and adds them as sequence_variant
+   * features on the protein sequence. Returns the number of variant features
+   * added.
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @param peptide
+   * @param dnaToProtein
+   */
+  public static int computeProteinFeatures(SequenceI dnaSeq,
+          SequenceI peptide, MapList dnaToProtein)
+  {
+    while (dnaSeq.getDatasetSequence() != null)
+    {
+      dnaSeq = dnaSeq.getDatasetSequence();
+    }
+    while (peptide.getDatasetSequence() != null)
+    {
+      peptide = peptide.getDatasetSequence();
+    }
+
+    transferFeatures(dnaSeq, peptide, dnaToProtein, SequenceOntologyI.EXON);
+
+    /*
+     * compute protein variants from dna variants and codon mappings;
+     * NB - alternatively we could retrieve this using the REST service e.g.
+     * http://rest.ensembl.org/overlap/translation
+     * /ENSP00000288602?feature=transcript_variation;content-type=text/xml
+     * which would be a bit slower but possibly more reliable
+     */
+
+    /*
+     * build a map with codon variations for each potentially varying peptide
+     */
+    LinkedHashMap<Integer, List<DnaVariant>[]> variants = buildDnaVariantsMap(
+            dnaSeq, dnaToProtein);
+
+    /*
+     * scan codon variations, compute peptide variants and add to peptide sequence
+     */
+    int count = 0;
+    for (Entry<Integer, List<DnaVariant>[]> variant : variants.entrySet())
+    {
+      int peptidePos = variant.getKey();
+      List<DnaVariant>[] codonVariants = variant.getValue();
+      count += computePeptideVariants(peptide, peptidePos, codonVariants);
+    }
+
+    /*
+     * sort to get sequence features in start position order
+     * - would be better to store in Sequence as a TreeSet or NCList?
+     */
+    if (peptide.getSequenceFeatures() != null)
+    {
+      Arrays.sort(peptide.getSequenceFeatures(),
+              new Comparator<SequenceFeature>()
+              {
+                @Override
+                public int compare(SequenceFeature o1, SequenceFeature o2)
+                {
+                  int c = Integer.compare(o1.getBegin(), o2.getBegin());
+                  return c == 0 ? Integer.compare(o1.getEnd(), o2.getEnd())
+                          : c;
+                }
+              });
+    }
+    return count;
+  }
+
+  /**
+   * Computes non-synonymous peptide variants from codon variants and adds them
+   * as sequence_variant features on the protein sequence (one feature per
+   * allele variant). Selected attributes (variant id, clinical significance)
+   * are copied over to the new features.
+   * 
+   * @param peptide
+   *          the protein sequence
+   * @param peptidePos
+   *          the position to compute peptide variants for
+   * @param codonVariants
+   *          a list of dna variants per codon position
+   * @return the number of features added
+   */
+  static int computePeptideVariants(SequenceI peptide, int peptidePos,
+          List<DnaVariant>[] codonVariants)
+  {
+    String residue = String.valueOf(peptide.getCharAt(peptidePos - 1));
+    int count = 0;
+    String base1 = codonVariants[0].get(0).base;
+    String base2 = codonVariants[1].get(0).base;
+    String base3 = codonVariants[2].get(0).base;
+
+    /*
+     * variants in first codon base
+     */
+    for (DnaVariant var : codonVariants[0])
+    {
+      if (var.variant != null)
+      {
+        String alleles = (String) var.variant.getValue("alleles");
+        if (alleles != null)
+        {
+          for (String base : alleles.split(","))
+          {
+            String codon = base + base2 + base3;
+            if (addPeptideVariant(peptide, peptidePos, residue, var, codon))
+            {
+              count++;
+            }
+          }
+        }
+      }
+    }
+
+    /*
+     * variants in second codon base
+     */
+    for (DnaVariant var : codonVariants[1])
+    {
+      if (var.variant != null)
+      {
+        String alleles = (String) var.variant.getValue("alleles");
+        if (alleles != null)
+        {
+          for (String base : alleles.split(","))
+          {
+            String codon = base1 + base + base3;
+            if (addPeptideVariant(peptide, peptidePos, residue, var, codon))
+            {
+              count++;
+            }
+          }
+        }
+      }
+    }
+
+    /*
+     * variants in third codon base
+     */
+    for (DnaVariant var : codonVariants[2])
+    {
+      if (var.variant != null)
+      {
+        String alleles = (String) var.variant.getValue("alleles");
+        if (alleles != null)
+        {
+          for (String base : alleles.split(","))
+          {
+            String codon = base1 + base2 + base;
+            if (addPeptideVariant(peptide, peptidePos, residue, var, codon))
+            {
+              count++;
+            }
+          }
+        }
+      }
+    }
+
+    return count;
+  }
+
+  /**
+   * Helper method that adds a peptide variant feature, provided the given codon
+   * translates to a value different to the current residue (is a non-synonymous
+   * variant). ID and clinical_significance attributes of the dna variant (if
+   * present) are copied to the new feature.
+   * 
+   * @param peptide
+   * @param peptidePos
+   * @param residue
+   * @param var
+   * @param codon
+   * @return true if a feature was added, else false
+   */
+  static boolean addPeptideVariant(SequenceI peptide, int peptidePos,
+          String residue, DnaVariant var, String codon)
+  {
+    /*
+     * get peptide translation of codon e.g. GAT -> D
+     * note that variants which are not single alleles,
+     * e.g. multibase variants or HGMD_MUTATION etc
+     * are currently ignored here
+     */
+    String trans = codon.contains("-") ? "-"
+            : (codon.length() > CODON_LENGTH ? null : ResidueProperties
+                    .codonTranslate(codon));
+    if (trans != null && !trans.equals(residue))
+    {
+      String residue3Char = StringUtils
+              .toSentenceCase(ResidueProperties.aa2Triplet.get(residue));
+      String trans3Char = StringUtils
+              .toSentenceCase(ResidueProperties.aa2Triplet.get(trans));
+      String desc = "p." + residue3Char + peptidePos + trans3Char;
+      // set score to 0f so 'graduated colour' option is offered! JAL-2060
+      SequenceFeature sf = new SequenceFeature(
+              SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT, desc, peptidePos,
+              peptidePos, 0f, var.getSource());
+      StringBuilder attributes = new StringBuilder(32);
+      String id = (String) var.variant.getValue(ID);
+      if (id != null)
+      {
+        if (id.startsWith(SEQUENCE_VARIANT))
+        {
+          id = id.substring(SEQUENCE_VARIANT.length());
+        }
+        sf.setValue(ID, id);
+        attributes.append(ID).append("=").append(id);
+        // TODO handle other species variants JAL-2064
+        StringBuilder link = new StringBuilder(32);
+        try
+        {
+          link.append(desc)
+                  .append(" ")
+                  .append(id)
+                  .append("|http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Variation/Summary?v=")
+                  .append(URLEncoder.encode(id, "UTF-8"));
+          sf.addLink(link.toString());
+        } catch (UnsupportedEncodingException e)
+        {
+          // as if
+        }
+      }
+      String clinSig = (String) var.variant.getValue(CLINICAL_SIGNIFICANCE);
+      if (clinSig != null)
+      {
+        sf.setValue(CLINICAL_SIGNIFICANCE, clinSig);
+        attributes.append(";").append(CLINICAL_SIGNIFICANCE).append("=")
+                .append(clinSig);
+      }
+      peptide.addSequenceFeature(sf);
+      if (attributes.length() > 0)
+      {
+        sf.setAttributes(attributes.toString());
+      }
+      return true;
+    }
+    return false;
+  }
+
+  /**
+   * Builds a map whose key is position in the protein sequence, and value is a
+   * list of the base and all variants for each corresponding codon position
+   * 
+   * @param dnaSeq
+   * @param dnaToProtein
+   * @return
+   */
+  @SuppressWarnings("unchecked")
+  static LinkedHashMap<Integer, List<DnaVariant>[]> buildDnaVariantsMap(
+          SequenceI dnaSeq, MapList dnaToProtein)
+  {
+    /*
+     * map from peptide position to all variants of the codon which codes for it
+     * LinkedHashMap ensures we keep the peptide features in sequence order
+     */
+    LinkedHashMap<Integer, List<DnaVariant>[]> variants = new LinkedHashMap<Integer, List<DnaVariant>[]>();
+    SequenceOntologyI so = SequenceOntologyFactory.getInstance();
+
+    SequenceFeature[] dnaFeatures = dnaSeq.getSequenceFeatures();
+    if (dnaFeatures == null)
+    {
+      return variants;
+    }
+
+    int dnaStart = dnaSeq.getStart();
+    int[] lastCodon = null;
+    int lastPeptidePostion = 0;
+
+    /*
+     * build a map of codon variations for peptides
+     */
+    for (SequenceFeature sf : dnaFeatures)
+    {
+      int dnaCol = sf.getBegin();
+      if (dnaCol != sf.getEnd())
+      {
+        // not handling multi-locus variant features
+        continue;
+      }
+      if (so.isA(sf.getType(), SequenceOntologyI.SEQUENCE_VARIANT))
+      {
+        int[] mapsTo = dnaToProtein.locateInTo(dnaCol, dnaCol);
+        if (mapsTo == null)
+        {
+          // feature doesn't lie within coding region
+          continue;
+        }
+        int peptidePosition = mapsTo[0];
+        List<DnaVariant>[] codonVariants = variants.get(peptidePosition);
+        if (codonVariants == null)
+        {
+          codonVariants = new ArrayList[CODON_LENGTH];
+          codonVariants[0] = new ArrayList<DnaVariant>();
+          codonVariants[1] = new ArrayList<DnaVariant>();
+          codonVariants[2] = new ArrayList<DnaVariant>();
+          variants.put(peptidePosition, codonVariants);
+        }
+
+        /*
+         * extract dna variants to a string array
+         */
+        String alls = (String) sf.getValue("alleles");
+        if (alls == null)
+        {
+          continue;
+        }
+        String[] alleles = alls.toUpperCase().split(",");
+        int i = 0;
+        for (String allele : alleles)
+        {
+          alleles[i++] = allele.trim(); // lose any space characters "A, G"
+        }
+
+        /*
+         * get this peptide's codon positions e.g. [3, 4, 5] or [4, 7, 10]
+         */
+        int[] codon = peptidePosition == lastPeptidePostion ? lastCodon
+                : MappingUtils.flattenRanges(dnaToProtein.locateInFrom(
+                        peptidePosition, peptidePosition));
+        lastPeptidePostion = peptidePosition;
+        lastCodon = codon;
+
+        /*
+         * save nucleotide (and any variant) for each codon position
+         */
+        for (int codonPos = 0; codonPos < CODON_LENGTH; codonPos++)
+        {
+          String nucleotide = String.valueOf(
+                  dnaSeq.getCharAt(codon[codonPos] - dnaStart))
+                  .toUpperCase();
+          List<DnaVariant> codonVariant = codonVariants[codonPos];
+          if (codon[codonPos] == dnaCol)
+          {
+            if (!codonVariant.isEmpty()
+                    && codonVariant.get(0).variant == null)
+            {
+              /*
+               * already recorded base value, add this variant
+               */
+              codonVariant.get(0).variant = sf;
+            }
+            else
+            {
+              /*
+               * add variant with base value
+               */
+              codonVariant.add(new DnaVariant(nucleotide, sf));
+            }
+          }
+          else if (codonVariant.isEmpty())
+          {
+            /*
+             * record (possibly non-varying) base value
+             */
+            codonVariant.add(new DnaVariant(nucleotide));
+          }
+        }
+      }
+    }
+    return variants;
+  }
+
+  /**
+   * Makes an alignment with a copy of the given sequences, adding in any
+   * non-redundant sequences which are mapped to by the cross-referenced
+   * sequences.
+   * 
+   * @param seqs
+   * @param xrefs
+   * @param dataset
+   *          the alignment dataset shared by the new copy
+   * @return
+   */
+  public static AlignmentI makeCopyAlignment(SequenceI[] seqs,
+          SequenceI[] xrefs, AlignmentI dataset)
+  {
+    AlignmentI copy = new Alignment(new Alignment(seqs));
+    copy.setDataset(dataset);
+    boolean isProtein = !copy.isNucleotide();
+    SequenceIdMatcher matcher = new SequenceIdMatcher(seqs);
+    if (xrefs != null)
+    {
+      for (SequenceI xref : xrefs)
+      {
+        DBRefEntry[] dbrefs = xref.getDBRefs();
+        if (dbrefs != null)
+        {
+          for (DBRefEntry dbref : dbrefs)
+          {
+            if (dbref.getMap() == null || dbref.getMap().getTo() == null
+                    || dbref.getMap().getTo().isProtein() != isProtein)
+            {
+              continue;
+            }
+            SequenceI mappedTo = dbref.getMap().getTo();
+            SequenceI match = matcher.findIdMatch(mappedTo);
+            if (match == null)
+            {
+              matcher.add(mappedTo);
+              copy.addSequence(mappedTo);
+            }
+          }
+        }
+      }
+    }
+    return copy;
+  }
+
+  /**
+   * Try to align sequences in 'unaligned' to match the alignment of their
+   * mapped regions in 'aligned'. For example, could use this to align CDS
+   * sequences which are mapped to their parent cDNA sequences.
+   * 
+   * This method handles 1:1 mappings (dna-to-dna or protein-to-protein). For
+   * dna-to-protein or protein-to-dna use alternative methods.
+   * 
+   * @param unaligned
+   *          sequences to be aligned
+   * @param aligned
+   *          holds aligned sequences and their mappings
+   * @return
+   */
+  public static int alignAs(AlignmentI unaligned, AlignmentI aligned)
+  {
+    /*
+     * easy case - aligning a copy of aligned sequences
+     */
+    if (alignAsSameSequences(unaligned, aligned))
+    {
+      return unaligned.getHeight();
+    }
+
+    /*
+     * fancy case - aligning via mappings between sequences
+     */
+    List<SequenceI> unmapped = new ArrayList<SequenceI>();
+    Map<Integer, Map<SequenceI, Character>> columnMap = buildMappedColumnsMap(
+            unaligned, aligned, unmapped);
+    int width = columnMap.size();
+    char gap = unaligned.getGapCharacter();
+    int realignedCount = 0;
+    // TODO: verify this loop scales sensibly for very wide/high alignments
+
+    for (SequenceI seq : unaligned.getSequences())
+    {
+      if (!unmapped.contains(seq))
+      {
+        char[] newSeq = new char[width];
+        Arrays.fill(newSeq, gap); // JBPComment - doubt this is faster than the
+                                  // Integer iteration below
+        int newCol = 0;
+        int lastCol = 0;
+
+        /*
+         * traverse the map to find columns populated
+         * by our sequence
+         */
+        for (Integer column : columnMap.keySet())
+        {
+          Character c = columnMap.get(column).get(seq);
+          if (c != null)
+          {
+            /*
+             * sequence has a character at this position
+             * 
+             */
+            newSeq[newCol] = c;
+            lastCol = newCol;
+          }
+          newCol++;
+        }
+
+        /*
+         * trim trailing gaps
+         */
+        if (lastCol < width)
+        {
+          char[] tmp = new char[lastCol + 1];
+          System.arraycopy(newSeq, 0, tmp, 0, lastCol + 1);
+          newSeq = tmp;
+        }
+        // TODO: optimise SequenceI to avoid char[]->String->char[]
+        seq.setSequence(String.valueOf(newSeq));
+        realignedCount++;
+      }
+    }
+    return realignedCount;
+  }
+
+  /**
+   * If unaligned and aligned sequences share the same dataset sequences, then
+   * simply copies the aligned sequences to the unaligned sequences and returns
+   * true; else returns false
+   * 
+   * @param unaligned
+   *          - sequences to be aligned based on aligned
+   * @param aligned
+   *          - 'guide' alignment containing sequences derived from same dataset
+   *          as unaligned
+   * @return
+   */
+  static boolean alignAsSameSequences(AlignmentI unaligned,
+          AlignmentI aligned)
+  {
+    if (aligned.getDataset() == null || unaligned.getDataset() == null)
+    {
+      return false; // should only pass alignments with datasets here
+    }
+
+    // map from dataset sequence to alignment sequence(s)
+    Map<SequenceI, List<SequenceI>> alignedDatasets = new HashMap<SequenceI, List<SequenceI>>();
+    for (SequenceI seq : aligned.getSequences())
+    {
+      SequenceI ds = seq.getDatasetSequence();
+      if (alignedDatasets.get(ds) == null)
+      {
+        alignedDatasets.put(ds, new ArrayList<SequenceI>());
+      }
+      alignedDatasets.get(ds).add(seq);
+    }
+
+    /*
+     * first pass - check whether all sequences to be aligned share a dataset
+     * sequence with an aligned sequence
+     */
+    for (SequenceI seq : unaligned.getSequences())
+    {
+      if (!alignedDatasets.containsKey(seq.getDatasetSequence()))
+      {
+        return false;
+      }
+    }
+
+    /*
+     * second pass - copy aligned sequences;
+     * heuristic rule: pair off sequences in order for the case where 
+     * more than one shares the same dataset sequence 
+     */
+    for (SequenceI seq : unaligned.getSequences())
+    {
+      List<SequenceI> alignedSequences = alignedDatasets.get(seq
+              .getDatasetSequence());
+      // TODO: getSequenceAsString() will be deprecated in the future
+      // TODO: need to leave to SequenceI implementor to update gaps
+      seq.setSequence(alignedSequences.get(0).getSequenceAsString());
+      if (alignedSequences.size() > 0)
+      {
+        // pop off aligned sequences (except the last one)
+        alignedSequences.remove(0);
+      }
+    }
+
+    return true;
+  }
+
+  /**
+   * Returns a map whose key is alignment column number (base 1), and whose
+   * values are a map of sequence characters in that column.
+   * 
+   * @param unaligned
+   * @param aligned
+   * @param unmapped
+   * @return
+   */
+  static Map<Integer, Map<SequenceI, Character>> buildMappedColumnsMap(
+          AlignmentI unaligned, AlignmentI aligned, List<SequenceI> unmapped)
+  {
+    /*
+     * Map will hold, for each aligned column position, a map of
+     * {unalignedSequence, characterPerSequence} at that position.
+     * TreeMap keeps the entries in ascending column order. 
+     */
+    Map<Integer, Map<SequenceI, Character>> map = new TreeMap<Integer, Map<SequenceI, Character>>();
+
+    /*
+     * record any sequences that have no mapping so can't be realigned
+     */
+    unmapped.addAll(unaligned.getSequences());
+
+    List<AlignedCodonFrame> mappings = aligned.getCodonFrames();
+
+    for (SequenceI seq : unaligned.getSequences())
+    {
+      for (AlignedCodonFrame mapping : mappings)
+      {
+        SequenceI fromSeq = mapping.findAlignedSequence(seq, aligned);
+        if (fromSeq != null)
+        {
+          Mapping seqMap = mapping.getMappingBetween(fromSeq, seq);
+          if (addMappedPositions(seq, fromSeq, seqMap, map))
+          {
+            unmapped.remove(seq);
+          }
+        }
+      }
+    }
+    return map;
+  }
+
+  /**
+   * Helper method that adds to a map the mapped column positions of a sequence. <br>
+   * For example if aaTT-Tg-gAAA is mapped to TTTAAA then the map should record
+   * that columns 3,4,6,10,11,12 map to characters T,T,T,A,A,A of the mapped to
+   * sequence.
+   * 
+   * @param seq
+   *          the sequence whose column positions we are recording
+   * @param fromSeq
+   *          a sequence that is mapped to the first sequence
+   * @param seqMap
+   *          the mapping from 'fromSeq' to 'seq'
+   * @param map
+   *          a map to add the column positions (in fromSeq) of the mapped
+   *          positions of seq
+   * @return
+   */
+  static boolean addMappedPositions(SequenceI seq, SequenceI fromSeq,
+          Mapping seqMap, Map<Integer, Map<SequenceI, Character>> map)
+  {
+    if (seqMap == null)
+    {
+      return false;
+    }
+
+    /*
+     * invert mapping if it is from unaligned to aligned sequence
+     */
+    if (seqMap.getTo() == fromSeq.getDatasetSequence())
+    {
+      seqMap = new Mapping(seq.getDatasetSequence(), seqMap.getMap()
+              .getInverse());
+    }
+
+    char[] fromChars = fromSeq.getSequence();
+    int toStart = seq.getStart();
+    char[] toChars = seq.getSequence();
+
+    /*
+     * traverse [start, end, start, end...] ranges in fromSeq
+     */
+    for (int[] fromRange : seqMap.getMap().getFromRanges())
+    {
+      for (int i = 0; i < fromRange.length - 1; i += 2)
+      {
+        boolean forward = fromRange[i + 1] >= fromRange[i];
+
+        /*
+         * find the range mapped to (sequence positions base 1)
+         */
+        int[] range = seqMap.locateMappedRange(fromRange[i],
+                fromRange[i + 1]);
+        if (range == null)
+        {
+          System.err.println("Error in mapping " + seqMap + " from "
+                  + fromSeq.getName());
+          return false;
+        }
+        int fromCol = fromSeq.findIndex(fromRange[i]);
+        int mappedCharPos = range[0];
+
+        /*
+         * walk over the 'from' aligned sequence in forward or reverse
+         * direction; when a non-gap is found, record the column position
+         * of the next character of the mapped-to sequence; stop when all
+         * the characters of the range have been counted
+         */
+        while (mappedCharPos <= range[1] && fromCol <= fromChars.length
+                && fromCol >= 0)
+        {
+          if (!Comparison.isGap(fromChars[fromCol - 1]))
+          {
+            /*
+             * mapped from sequence has a character in this column
+             * record the column position for the mapped to character
+             */
+            Map<SequenceI, Character> seqsMap = map.get(fromCol);
+            if (seqsMap == null)
+            {
+              seqsMap = new HashMap<SequenceI, Character>();
+              map.put(fromCol, seqsMap);
+            }
+            seqsMap.put(seq, toChars[mappedCharPos - toStart]);
+            mappedCharPos++;
+          }
+          fromCol += (forward ? 1 : -1);
+        }
+      }
+    }
+    return true;
+  }
+
+  // strictly temporary hack until proper criteria for aligning protein to cds
+  // are in place; this is so Ensembl -> fetch xrefs Uniprot aligns the Uniprot
+  public static boolean looksLikeEnsembl(AlignmentI alignment)
+  {
+    for (SequenceI seq : alignment.getSequences())
+    {
+      String name = seq.getName();
+      if (!name.startsWith("ENSG") && !name.startsWith("ENST"))
+      {
+        return false;
+      }
+    }
+    return true;
   }
 }