JAL-3725 restrict mapped virtual feature location to mapped region
[jalview.git] / src / jalview / datamodel / MappedFeatures.java
index f7263d2..57c8c37 100644 (file)
@@ -1,57 +1,83 @@
+/*
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
+ * 
+ * This file is part of Jalview.
+ * 
+ * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License 
+ * as published by the Free Software Foundation, either version 3
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ *  
+ * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but 
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty 
+ * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR 
+ * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
+ * 
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
+ */
 package jalview.datamodel;
 
+import java.util.HashSet;
+import java.util.List;
+import java.util.Set;
+
 import jalview.io.gff.Gff3Helper;
 import jalview.schemes.ResidueProperties;
+import jalview.util.MapList;
 import jalview.util.MappingUtils;
 import jalview.util.StringUtils;
 
-import java.util.HashSet;
-import java.util.List;
-import java.util.Set;
-
 /**
  * A data bean to hold a list of mapped sequence features (e.g. CDS features
- * mapped from protein), and the mapping between the sequences
+ * mapped from protein), and the mapping between the sequences. It also provides
+ * a method to derive peptide variants from codon variants.
  * 
  * @author gmcarstairs
  */
 public class MappedFeatures
 {
+  /*
+   * VEP CSQ:HGVSp (if present) is a short-cut to the protein variant consequence
+   */
   private static final String HGV_SP = "HGVSp";
 
   private static final String CSQ = "CSQ";
 
   /*
-   * the mapping from one sequence to another
+   * the sequence the mapped features are on
    */
-  public final Mapping mapping;
+  private final SequenceI featureSequence;
 
-  /**
-   * the sequence mapped to
+  /*
+   * the mapping between sequences;
+   * NB this could be in either sense (from or to featureSequence)
    */
-  public final SequenceI fromSeq;
+  private final Mapping mapping;
 
   /*
-   * the residue position in the sequence mapped from
+   * features on featureSequence that overlap the mapped positions
    */
-  public final int fromPosition;
+  public final List<SequenceFeature> features;
 
   /*
-   * the residue at fromPosition 
+   * the residue position in the sequence mapped to
    */
-  public final char fromResidue;
+  private final int toPosition;
 
   /*
-   * features on the sequence mapped to that overlap the mapped positions
+   * the residue at toPosition 
    */
-  public final List<SequenceFeature> features;
+  private final char toResidue;
 
   /*
-   * if the mapping is 1:3 (peptide to CDS), this holds the
+   * if the mapping is 3:1 or 1:3 (peptide to CDS), this holds the
    * mapped positions i.e. codon base positions in CDS; to
    * support calculation of peptide variants from alleles
    */
-  public final int[] codonPos;
+  private final int[] codonPos;
 
   private final char[] baseCodon;
 
@@ -59,36 +85,49 @@ public class MappedFeatures
    * Constructor
    * 
    * @param theMapping
+   *          sequence mapping (which may be either to, or from, the sequence
+   *          holding the linked features)
+   * @param featureSeq
+   *          the sequence hosting the virtual features
    * @param pos
+   *          the residue position in the sequence mapped to
    * @param res
+   *          the residue character at position pos
    * @param theFeatures
+   *          list of mapped features found in the 'featureSeq' sequence at the
+   *          mapped position(s)
    */
-  public MappedFeatures(Mapping theMapping, SequenceI from, int pos,
-          char res,
-          List<SequenceFeature> theFeatures)
+  public MappedFeatures(Mapping theMapping, SequenceI featureSeq, int pos,
+          char res, List<SequenceFeature> theFeatures)
   {
     mapping = theMapping;
-    fromSeq = from;
-    fromPosition = pos;
-    fromResidue = res;
+    featureSequence = featureSeq;
+    toPosition = pos;
+    toResidue = res;
     features = theFeatures;
 
     /*
      * determine codon positions and canonical codon
      * for a peptide-to-CDS mapping
      */
-    codonPos = MappingUtils.flattenRanges(
-            mapping.getMap().locateInFrom(fromPosition, fromPosition));
-    if (codonPos.length == 3)
+    int[] codonIntervals = mapping.getMap().locateInFrom(toPosition, toPosition);
+    int[] codonPositions = codonIntervals == null ? null
+            : MappingUtils.flattenRanges(codonIntervals);
+    if (codonPositions != null && codonPositions.length == 3)
     {
+      codonPos = codonPositions;
       baseCodon = new char[3];
-      int cdsStart = fromSeq.getStart();
-      baseCodon[0] = fromSeq.getCharAt(codonPos[0] - cdsStart);
-      baseCodon[1] = fromSeq.getCharAt(codonPos[1] - cdsStart);
-      baseCodon[2] = fromSeq.getCharAt(codonPos[2] - cdsStart);
+      int cdsStart = featureSequence.getStart();
+      baseCodon[0] = Character
+              .toUpperCase(featureSequence.getCharAt(codonPos[0] - cdsStart));
+      baseCodon[1] = Character
+              .toUpperCase(featureSequence.getCharAt(codonPos[1] - cdsStart));
+      baseCodon[2] = Character
+              .toUpperCase(featureSequence.getCharAt(codonPos[2] - cdsStart));
     }
     else
     {
+      codonPos = null;
       baseCodon = null;
     }
   }
@@ -96,8 +135,14 @@ public class MappedFeatures
   /**
    * Computes and returns comma-delimited HGVS notation peptide variants derived
    * from codon allele variants. If no variants are found, answers an empty
-   * string.
+   * string. The peptide variant is either simply read from the "CSQ:HGVSp"
+   * attribute if present, else computed based on the "alleles" attribute if
+   * present. If neither attribute is found, no variant (empty string) is
+   * returned.
    * 
+   * @param sf
+   *          a sequence feature (which must be one of those held in this
+   *          object)
    * @return
    */
   public String findProteinVariants(SequenceFeature sf)
@@ -107,26 +152,26 @@ public class MappedFeatures
       return "";
     }
 
-    StringBuilder vars = new StringBuilder();
-
     /*
      * VCF data may already contain the protein consequence
      */
     String hgvsp = sf.getValueAsString(CSQ, HGV_SP);
     if (hgvsp != null)
     {
-      int colonPos = hgvsp.indexOf(':');
+      int colonPos = hgvsp.lastIndexOf(':');
       if (colonPos >= 0)
       {
         String var = hgvsp.substring(colonPos + 1);
-        return var;
+        if (var.contains("p.")) // sanity check
+        {
+          return var;
+        }
       }
     }
 
     /*
      * otherwise, compute codon and peptide variant
      */
-    // todo avoid duplication of code in AlignmentUtils.buildDnaVariantsMap
     int cdsPos = sf.getBegin();
     if (cdsPos != sf.getEnd())
     {
@@ -147,7 +192,7 @@ public class MappedFeatures
     }
 
     String from3 = StringUtils.toSentenceCase(
-            ResidueProperties.aa2Triplet.get(String.valueOf(fromResidue)));
+            ResidueProperties.aa2Triplet.get(String.valueOf(toResidue)));
 
     /*
      * make a peptide variant for each SNP allele 
@@ -155,6 +200,8 @@ public class MappedFeatures
      */
     Set<String> variantPeptides = new HashSet<>();
     String[] alleles = alls.toUpperCase().split(",");
+    StringBuilder vars = new StringBuilder();
+
     for (String allele : alleles)
     {
       allele = allele.trim().toUpperCase();
@@ -168,30 +215,101 @@ public class MappedFeatures
       variantCodon[2] = baseCodon[2];
 
       /*
-       * poke variant base into canonical codon
+       * poke variant base into canonical codon;
+       * ignore first 'allele' (canonical base)
        */
-      int i = cdsPos == codonPos[0] ? 0 : (cdsPos == codonPos[1] ? 1 : 2);
+      final int i = cdsPos == codonPos[0] ? 0
+              : (cdsPos == codonPos[1] ? 1 : 2);
       variantCodon[i] = allele.toUpperCase().charAt(0);
+      if (variantCodon[i] == baseCodon[i])
+      {
+        continue;
+      }
       String codon = new String(variantCodon);
       String peptide = ResidueProperties.codonTranslate(codon);
-      if (fromResidue != peptide.charAt(0))
+      boolean synonymous = toResidue == peptide.charAt(0);
+      StringBuilder var = new StringBuilder();
+      if (synonymous)
+      {
+        /*
+         * synonymous variant notation e.g. c.1062C>A(p.=)
+         */
+        var.append("c.").append(String.valueOf(cdsPos))
+                .append(String.valueOf(baseCodon[i])).append(">")
+                .append(String.valueOf(variantCodon[i]))
+                .append("(p.=)");
+      }
+      else
       {
-        String to3 = ResidueProperties.STOP.equals(peptide) ? "STOP"
+        /*
+         * missense variant notation e.g. p.Arg355Met
+         */
+        String to3 = ResidueProperties.STOP.equals(peptide) ? "Ter"
                 : StringUtils.toSentenceCase(
                         ResidueProperties.aa2Triplet.get(peptide));
-        String var = "p." + from3 + fromPosition + to3;
-        if (!variantPeptides.contains(peptide)) // duplicate consequence
+        var.append("p.").append(from3).append(String.valueOf(toPosition))
+                .append(to3);
+      }
+      if (!variantPeptides.contains(peptide)) // duplicate consequence
+      {
+        variantPeptides.add(peptide);
+        if (vars.length() > 0)
         {
-          variantPeptides.add(peptide);
-          if (vars.length() > 0)
-          {
-            vars.append(",");
-          }
-          vars.append(var);
+          vars.append(",");
         }
+        vars.append(var);
       }
     }
 
     return vars.toString();
   }
+
+  /**
+   * Answers the name of the linked sequence holding any mapped features
+   * 
+   * @return
+   */
+  public String getLinkedSequenceName()
+  {
+    return featureSequence == null ? null : featureSequence.getName();
+  }
+
+  /**
+   * Answers the mapped ranges (as one or more [start, end] positions) which
+   * correspond to the given [begin, end] range of the linked sequence.
+   * 
+   * <pre>
+   * Example: MappedFeatures with CDS features mapped to peptide 
+   * CDS/200-220 gtc aac TGa acGt att AAC tta
+   * mapped to PEP/6-7 WN by mapping [206, 207, 210, 210, 215, 217] to [6, 7]
+   * getMappedPositions(206, 206) should return [6, 6]
+   * getMappedPositions(200, 214) should return [6, 6]
+   * getMappedPositions(210, 215) should return [6, 7]
+   * </pre>
+   * 
+   * @param begin
+   * @param end
+   * @return
+   */
+  public int[] getMappedPositions(int begin, int end)
+  {
+    MapList map = mapping.getMap();
+    return mapping.to == featureSequence ? map.getOverlapsInFrom(begin, end)
+            : map.getOverlapsInTo(begin, end);
+  }
+
+  /**
+   * Answers true if the linked features are on coding sequence, false if on
+   * peptide
+   * 
+   * @return
+   */
+  public boolean isFromCds()
+  {
+    if (mapping.getMap().getFromRatio() == 3)
+    {
+      return mapping.to != featureSequence;
+    }
+    return mapping.to == featureSequence;
+  }
 }