]> git.donarmstrong.com Git - biopieces.git/blobdiff - bp_bin/usearch_seq
rewriting uclust_seq
[biopieces.git] / bp_bin / usearch_seq
index e563893f6eaa2ad4a02b959282c04ed7bc89bc8b..b20a29c672673ce690870e7f1e31d54df24e30b0 100755 (executable)
@@ -1,6 +1,6 @@
-#!/usr/bin/env perl
+#!/usr/bin/env ruby
 
-# Copyright (C) 2007-2010 Martin A. Hansen.
+# Copyright (C) 2007-2011 Martin A. Hansen.
 
 # This program is free software; you can redistribute it and/or
 # modify it under the terms of the GNU General Public License
 
 # http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html
 
-
-# >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> DESCRIPTION <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
-
-# USEARCH sequences in the stream against a specified database or genome.
-
-# >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
-
-
-use warnings;
-use strict;
-use Data::Dumper;
-use Maasha::Biopieces;
-use Maasha::Common;
-use Maasha::Seq;
-use Maasha::Fasta;
-
-
 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
 
+# This program is part of the Biopieces framework (www.biopieces.org).
 
-my ( $TYPE_HASH, $options, $in, $out, $tmp_dir, $tmp_in, $tmp_out, $q_type, $record, $entry, $fh_in, $fh_out );
-
-$TYPE_HASH = {
-    'L' => 'LibSeed',
-    'S' => 'NewSeed',
-    'H' => 'Hit',
-    'R' => 'Reject',
-    'D' => 'LibCluster',
-    'C' => 'NewCluster',
-    'N' => 'NoHit'
-};
-
-$options = Maasha::Biopieces::parse_options(
-    [
-        { long => 'database', short => 'd', type => 'file',   mandatory => 'no', default => undef,  allowed => undef, disallowed => undef },
-        { long => 'genome',   short => 'g', type => 'genome', mandatory => 'no', default => undef,  allowed => undef, disallowed => undef },
-        { long => 'id',       short => 'i', type => 'float',  mandatory => 'no', default => '0.90', allowed => undef, disallowed => undef },
-    ]   
-);
-
-Maasha::Common::error( qq(both --database and --genome specified) ) if     $options->{ "genome" } and     $options->{ "database" };
-Maasha::Common::error( qq(no --database or --genome specified) )    if not $options->{ "genome" } and not $options->{ "database" };
-
-$in  = Maasha::Biopieces::read_stream( $options->{ "stream_in" } );
-$out = Maasha::Biopieces::write_stream( $options->{ "stream_out" } );
-
-$options->{ "database" } = "$ENV{ 'BP_DATA' }/genomes/$options->{ 'genome' }/fasta/$options->{ 'genome' }.fna" if $options->{ 'genome' };
-
-$tmp_dir = Maasha::Biopieces::get_tmpdir();
-$tmp_in  = "$tmp_dir/usearch_query.seq";
-$tmp_out = "$tmp_dir/usearch.uc";
-
-$fh_out = Maasha::Filesys::file_write_open( $tmp_in );
-
-while ( $record = Maasha::Biopieces::get_record( $in ) ) 
-{
-    if ( $entry = Maasha::Fasta::biopiece2fasta( $record ) )
-    {
-        $q_type = Maasha::Seq::seq_guess_type( $record->{ 'SEQ' } ) if not $q_type;
-
-        Maasha::Fasta::put_entry( $entry, $fh_out );
-    }
-
-    Maasha::Biopieces::put_record( $record, $out );
-}
-
-close $fh_out;
-
-
-if ( $options->{ 'verbose' } )
-{
-    Maasha::Common::run(
-        "uclust",
-        join( " ",
-            "--input $tmp_in",
-            "--lib $options->{ 'database' }",
-            "--libonly",
-            "--uc $tmp_out",
-            "--id $options->{ 'id' }",
-            "--rev",
-        ),
-        1
-    );
-}
-else
-{
-    Maasha::Common::run(
-        "uclust",
-        join( " ",
-            "--input $tmp_in",
-            "--lib $options->{ 'database' }",
-            "--libonly",
-            "--uc $tmp_out",
-            "--id $options->{ 'id' }",
-            "--rev",
-            "> /dev/null 2>&1"
-        ),
-        1
-    );
-}
-
-unlink $tmp_in;
-
-$fh_in = Maasha::Filesys::file_read_open( $tmp_out );
-
-while ( $entry = get_tab_entry( $fh_in ) )
-{
-    $record = uclust_tab2biopiece( $entry );
-
-    Maasha::Biopieces::put_record( $record, $out ) if $record->{ 'TYPE' } eq 'Hit';
-}
-
-close $fh_out;
-
-unlink $tmp_out;
-
-Maasha::Biopieces::close_stream( $in );
-Maasha::Biopieces::close_stream( $out );
-
-
-# >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> SUBROUTINES <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
-
-
-sub get_tab_entry
-{
-    # Martin A. Hansen, May 2009.
-
-    # Get the next tabular entry from a filehandle to a USEARCH file.
-
-    my ( $fh,   # filehandle
-       ) = @_;
-
-    # Returns a list
-
-    my ( $line, @fields );
-
-    while ( $line = <$fh> )
-    {
-        next if $line =~ /^#/;
-    
-        @fields = split /\s+/, $line;
-
-        return wantarray ? @fields : \@fields;
-    }
-
-    return undef;
-}
-
-
-sub uclust_tab2biopiece
-{
-    # Martin A. Hansen, May 2009.
-
-    # Get the next USEARCH tabular entry and convert it to
-    # a biopiece record that is returned.
-
-    my ( $entry,    # USEARCH tabular entry
-       ) = @_;
-
-    # Returns a hashref.
-
-    my ( %record );
-
-    $record{ "REC_TYPE" }  = "USEARCH";
-    $record{ "TYPE" }      = $TYPE_HASH->{ $entry->[ 0 ] };
-    $record{ "CLUSTER" }   = $entry->[ 1 ];
-    $record{ "ALIGN_LEN" } = $entry->[ 2 ];
-    $record{ "ID" }        = $entry->[ 3 ];
-    $record{ "STRAND" }    = $entry->[ 4 ];
-    $record{ "Q_BEG" }     = $entry->[ 5 ];
-    $record{ "S_BEG" }     = $entry->[ 6 ];
-    $record{ "CIGAR" }     = $entry->[ 7 ];
-    $record{ "Q_ID" }      = $entry->[ 8 ];
-    $record{ "S_ID" }      = $entry->[ 9 ];
-
-    if ( $record{ 'TYPE' } eq 'Hit' )
-    {
-        $record{ "Q_END" } = $record{ "Q_BEG" } + $record{ "ALIGN_LEN" } - 1;
-        $record{ "S_END" } = $record{ "S_BEG" } + $record{ "ALIGN_LEN" } - 1;
-    }
-
-    return wantarray ? %record : \%record;
-}
-
+# >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> DESCRIPTION <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
 
+# Run Uclust on sequences in the stream.
 
 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
 
-
-BEGIN
-{
-    Maasha::Biopieces::status_set();
-}
-
-
-END
-{
-    Maasha::Biopieces::status_log();
-}
+require 'maasha/biopieces'
+require 'maasha/fasta'
+
+SORT_LIMIT = 2_000_000_000   # use mergesort for files biggern than 2Gb.
+
+class Uclust
+  include Enumerable
+
+  def initialize(infile, outfile, options)
+    @infile  = infile
+    @outfile = outfile
+    @options = options
+    @command = []
+  end
+
+  # Method that calls Usearch sorting for sorting a FASTA file
+  # according to decending sequence length.
+  def sort
+    # usearch -sort seqs.fasta -output seqs.sorted.fasta
+    if File.size(@infile) < SORT_LIMIT
+      @command << "usearch --sort #{@infile} --output #{@infile}.sort"
+    else
+      @command << "usearch --mergesort #{@infile} --output #{@infile}.sort"
+    end
+
+               execute
+
+    File.rename "#{@infile}.sort", @infile
+  end
+
+       # Method to execute clustering de novo.
+  def cluster
+    @command << "usearch --cluster #{@infile} --uc #{@outfile} --id #{@options[:identity]}"
+
+               execute
+  end
+
+  # Method to execute database search.
+  def usearch
+    # usearch --query query.fasta --db db.fasta --uc results.uc --id 0.90 [--evalue E]
+    @command << "usearch --query #{@infile} --db #{@options[:database]} --uc #{@outfile} --id #{@options[:identity]}"
+    @command << "--evalue #{@options[:e_val]}" if @options.has_key? :e_val
+
+               execute
+  end
+
+       # Method to execute clustering to database plus de novo if not matched.
+  def usearch_uclust
+    # usearch --cluster seqs_sorted.fasta --db db.fasta --uc results.uc --id 0.90
+    @command << "usearch --cluster #{@infile} --db #{@options[:database]} --uc #{@outfile} --id #{@options[:identity]}"
+
+               execute
+  end
+
+       # Method to parse a Uclust .uc file and for each line of data
+       # yield a Biopiece record.
+  def each
+    record = {}
+
+    File.open(@outfile, mode="r") do |ios|
+      ios.each_line do |line|
+        if line !~ /^#/
+          fields = line.chomp.split("\t")
+
+          record[:REC_TYPE] = "UCLUST"
+          record[:TYPE]     = fields[0]
+          record[:CLUSTER]  = fields[1].to_i
+          record[:SEQ_LEN]  = fields[2].to_i
+          record[:IDENT]    = fields[3].to_f
+          record[:STRAND]   = fields[4]
+          record[:Q_BEG]    = fields[5].to_i
+          record[:S_BEG]    = fields[6].to_i
+          record[:S_END]    = fields[6].to_i + fields[2].to_i
+          record[:CIGAR]    = fields[7]
+          record[:Q_ID]     = fields[8]
+          record[:S_ID]     = fields[9]
+
+          yield record
+        end
+      end
+    end
+
+    self # conventionally
+  end
+
+  private
+
+       # Method to execute a command using a system() call.
+       # The command is composed of bits from the @command variable.
+       def execute
+               @command.unshift "nice -n 19"
+    @command << "--rev" if @options[:comp]
+               @command << "> /dev/null 2>&1" unless @options[:verbose]
+               command = @command.join(" ")
+    system(command)
+    raise "Command failed: #{command}" unless $?.success?
+
+               @command = []
+       end
+end
+
+ok_methods = "uclust,usearch,usearch_uclust"
+
+casts = []
+casts << {:long=>'no_sort',  :short=>'n', :type=>'flag',   :mandatory=>false, :default=>nil,      :allowed=>nil,        :disallowed=>nil}
+casts << {:long=>'method',   :short=>'m', :type=>'string', :mandatory=>true,  :default=>"uclust", :allowed=>ok_methods, :disallowed=>nil}
+casts << {:long=>'database', :short=>'d', :type=>'file!',  :mandatory=>false, :default=>nil,      :allowed=>nil,        :disallowed=>nil}
+casts << {:long=>'comp',     :short=>'c', :type=>'flag',   :mandatory=>false, :default=>nil,      :allowed=>nil,        :disallowed=>nil}
+casts << {:long=>'identity', :short=>'i', :type=>'float',  :mandatory=>true,  :default=>0.9,      :allowed=>nil,        :disallowed=>nil}
+casts << {:long=>'e_val',    :short=>'e', :type=>'float',  :mandatory=>false, :default=>nil,      :allowed=>nil,        :disallowed=>nil}
+
+options = Biopieces.options_parse(ARGV, casts)
+
+# At high identities, around 96% and above, compressed indexes are often more sensitive, faster 
+# and use less RAM. Compressed indexes are disabled by default, so I generally recommend that 
+# you specify the --slots and --w options when clustering at high identities.
+
+tmpdir  = Biopieces.mktmpdir
+infile  = File.join(tmpdir, "in.fna")
+outfile = File.join(tmpdir, "out.uc")
+
+Biopieces.open(options[:stream_in], options[:stream_out]) do |input, output|
+  Fasta.open(infile, mode="w") do |fasta_io|
+    input.each_record do |record|
+      output.puts record
+
+      if record.has_key? :SEQ_NAME and record.has_key? :SEQ
+        fasta_io.puts Seq.new_bp(record).to_fasta
+      end
+    end
+  end
+
+  uclust = Uclust.new(infile, outfile, options)
+  uclust.sort unless options[:no_sort] or options[:method] == "usearch"
+
+  case options[:method].to_s
+  when "uclust"         then uclust.cluster
+  when "usearch"        then uclust.usearch
+  when "usearch_uclust" then uclust.usearch_uclust
+  end
+
+  uclust.each do |record|
+    output.puts record
+  end
+end
 
 
 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<