bp_bin/assemble_seq_ray

   1 #!/usr/bin/env ruby
   2
   3 # Copyright (C) 2007-2011 Martin A. Hansen.
   4
   5 # This program is free software; you can redistribute it and/or
   6 # modify it under the terms of the GNU General Public License
   7 # as published by the Free Software Foundation; either version 2
   8 # of the License, or (at your option) any later version.
   9
  10 # This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13 # GNU General Public License for more details.
  14
  15 # You should have received a copy of the GNU General Public License
  16 # along with this program; if not, write to the Free Software
  17 # Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
  18
  19 # http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html
  20
  21 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  22
  23 # This program is part of the Biopieces framework (www.biopieces.org).
  24
  25 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> DESCRIPTION <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  26
  27 # Assemble sequences in the stream using Ray.
  28
  29 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  30
  31 require 'maasha/biopieces'
  32 require 'maasha/fasta'
  33
  34 class Ray
  35   def initialize(directory, sequence_file, options)
  36     @directory     = directory
  37     @sequence_file = sequence_file
  38     @options       = options
  39   end
  40
  41   def run
  42     kmer = @options[:kmer_min]
  43
  44                 if @options[:type] == "single"
  45                         type = "-s"
  46                 else
  47                         type = "-i"
  48                 end
  49
  50     while kmer <= @options[:kmer_max]
  51       dir_ray = File.join(@directory, "Kmer_#{kmer}")
  52
  53       Dir.mkdir(dir_ray)
  54
  55       commands = []
  56         commands << "nice -n 19"
  57       commands << "mpirun"
  58       commands << "-np #{@options[:cpus]}"
  59       commands << "Ray"
  60       commands << "-o " + File.join(dir_ray, "Ray")
  61       commands << "-k #{kmer}"
  62       commands << type
  63       commands << @sequence_file
  64
  65       execute(commands)
  66
  67       kmer += 2
  68     end
  69   end
  70
  71   def pick_best_assembly
  72     list = []
  73
  74     Dir.glob("#{@directory}/Kmer_*/*.fasta").each do |file|
  75       n50 = fasta_n50(file)
  76       list << [file, n50]
  77     end
  78
  79     list.sort_by { |e| e.last }.last.first
  80   end
  81
  82   private
  83
  84   def execute(commands)
  85     commands.push "> /dev/null 2>&1" unless @options[:verbose]
  86
  87     command = commands.join(" ")
  88
  89     begin
  90       system(command)
  91       raise "Command failed: #{command}" unless $?.success?
  92     rescue
  93       $stderr.puts "Command failed: #{command}"
  94     end
  95   end
  96
  97   def fasta_n50(file)
  98     total   = 0
  99     lengths = []
 100     count   = 0
 101     n50     = 0
 102
 103     Fasta.open(file, "r") do |fasta_io|
 104       fasta_io.each do |entry|
 105         total   += entry.length
 106         lengths << entry.length
 107       end
 108     end
 109
 110     lengths.sort.reverse.each do |length|
 111       count += length
 112
 113       if count >= total * 0.50
 114         n50 = length
 115         break
 116       end
 117     end
 118
 119     n50
 120   end
 121 end
 122
 123 casts = []
 124 casts << {:long=>'directory',  :short=>'d', :type=>'dir',    :mandatory=>true,  :default=>nil,      :allowed=>nil,             :disallowed=>nil}
 125 casts << {:long=>'type',       :short=>'t', :type=>'string', :mandatory=>true,  :default=>'single', :allowed=>'single,paired', :disallowed=>nil}
 126 casts << {:long=>'cpus',       :short=>'c', :type=>'uint',   :mandatory=>true,  :default=>1,        :allowed=>nil,             :disallowed=>'0'}
 127 casts << {:long=>'kmer_min',   :short=>'k', :type=>'uint',   :mandatory=>true,  :default=>19,       :allowed=>nil,             :disallowed=>nil}
 128 casts << {:long=>'kmer_max',   :short=>'K', :type=>'uint',   :mandatory=>true,  :default=>31,       :allowed=>nil,             :disallowed=>nil}
 129 casts << {:long=>'clean',      :short=>'X', :type=>'flag',   :mandatory=>false, :default=>nil,      :allowed=>nil,             :disallowed=>nil}
 130
 131 options = Biopieces.options_parse(ARGV, casts)
 132
 133 raise ArgumentError, "kmer_min #{options[:kmer_min]} must be uneven." if options[:kmer_min].even?
 134 raise ArgumentError, "kmer_max #{options[:kmer_max]} must be uneven." if options[:kmer_max].even?
 135 raise ArgumentError, "kmer_min > kmer_max: #{options[:kmer_min]} > #{options[:kmer_max]}" if options[:kmer_min] > options[:kmer_max]
 136
 137 Dir.mkdir(options[:directory]) unless Dir.exists?(options[:directory])
 138
 139 file_fasta = File.join(options[:directory], "sequence_in.fasta")
 140
 141 Biopieces.open(options[:stream_in], options[:stream_out]) do |input, output|
 142         Fasta.open(file_fasta, "w") do |fasta_io|
 143                 input.each_record do |record|
 144       if record[:SEQ_NAME] and record[:SEQ]
 145         seq = Seq.new_bp(record)
 146
 147                           fasta_io.puts seq.to_fasta
 148       end
 149                 end
 150         end
 151
 152         unless File.size(file_fasta) == 0
 153                 ray = Ray.new(options[:directory], file_fasta, options)
 154                 ray.run
 155                 file_contigs = ray.pick_best_assembly
 156
 157                 Fasta.open(file_contigs, "r") do |fasta_io|
 158                         fasta_io.each do |entry|
 159                                 output.puts entry.to_bp
 160                         end
 161                 end
 162         end
 163 end
 164
 165 FileUtils.remove_entry_secure file_fasta
 166 FileUtils.remove_entry_secure options[:directory] if options[:clean]
 167
 168
 169 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
 170
 171
 172 __END__