bp_bin/denoise_seq

   1 #!/usr/bin/env ruby
   2
   3 # Copyright (C) 2007-2012 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 # Denoises sequences with quality scores in the stream.
  28
  29 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  30
  31 require 'pp'
  32 require 'maasha/biopieces'
  33 require 'maasha/seq'
  34 require 'maasha/fastq'
  35 require 'maasha/fasta'
  36 require 'maasha/align'
  37 require 'maasha/usearch'
  38
  39 casts = []
  40 casts << {:long=>'identity',      :short=>'i', :type=>'float', :mandatory=>true, :default=>0.97, :allowed=>nil, :disallowed=>nil}
  41 casts << {:long=>'cluster_min',   :short=>'c', :type=>'uint',  :mandatory=>true, :default=>2,    :allowed=>nil, :disallowed=>"0"}
  42 casts << {:long=>'frequency_min', :short=>'f', :type=>'uint',  :mandatory=>true, :default=>2,    :allowed=>nil, :disallowed=>"0"}
  43 casts << {:long=>'quality_min',   :short=>'q', :type=>'uint',  :mandatory=>true, :default=>20,   :allowed=>nil, :disallowed=>nil}
  44 casts << {:long=>'consensus_min', :short=>'C', :type=>'float', :mandatory=>true, :default=>0.2,  :allowed=>nil, :disallowed=>nil}
  45
  46 options          = Biopieces.options_parse(ARGV, casts)
  47 tmpdir           = Biopieces.mktmpdir
  48 fastq_file       = File.join(tmpdir, "test.fq")
  49 fasta_file       = File.join(tmpdir, "test.fna")
  50 fasta_file_align = File.join(tmpdir, "test.aln.fna")
  51
  52 def alignment_to_fastq(entries, index)
  53   entries.each do |entry|
  54     cluster, ident, name = entry.seq_name.split('|')
  55
  56     entry.qual = index.get(name).qual # disk based lookup
  57
  58     entry.seq.scan(/-+/) do |m|
  59       entry.qual = entry.qual[0 ... $`.length] + ('@' * m.length) + entry.qual[$`.length .. -1]
  60     end
  61   end
  62 end
  63
  64 index     = FastqIndex.new
  65 seq_count = 0
  66
  67 Biopieces.open(options[:stream_in], options[:stream_out]) do |input, output|
  68   Fasta.open(fasta_file, "w") do |fasta_io|
  69     Fastq.open(fastq_file, "w") do |fastq_io|
  70       input.each_record do |record|
  71         if record.has_key? :SEQ and record.has_key? :SCORES
  72           entry = Seq.new_bp(record)
  73           entry.seq_name = seq_count.to_s
  74
  75           fasta_io.puts entry.to_fasta
  76           fastq_io.puts entry.to_fastq
  77
  78           index.add(entry)
  79
  80           seq_count += 1
  81         else
  82           output.puts record
  83         end
  84       end
  85     end
  86   end
  87
  88   fastq_io  = File.open(fastq_file, "r")
  89   index.ios = fastq_io
  90
  91   tot_clusters = 0
  92   tot_entries  = 0
  93
  94   uc = Usearch.new(fasta_file, fasta_file_align, options)
  95   uc.sort_length
  96   uc.cluster
  97   uc.ustar
  98
  99   uc.each_alignment do |align|
 100     if align.members >= options[:cluster_min]
 101       align.options = options
 102
 103       alignment_to_fastq(align.entries, index)
 104
 105       cons          = align.consensus
 106       cons.seq_name = "#{tot_clusters}_#{align.members}"
 107       cons.indels_remove
 108
 109       new_record = cons.to_bp
 110       new_record[:CLUSTER]       = tot_clusters
 111       new_record[:CLUSTER_COUNT] = align.members
 112
 113       puts align if options[:verbose]
 114
 115       output.puts new_record
 116
 117       tot_clusters += 1
 118     end
 119   end
 120 end
 121
 122 # >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
 123
 124
 125 __END__