Module: SSW
- Defined in:
- lib/libssw.rb,
lib/ssw/dna.rb,
lib/ssw/ffi.rb,
lib/ssw/aaseq.rb,
lib/ssw/align.rb,
lib/ssw/profile.rb,
lib/ssw/version.rb,
lib/ssw/BLOSUM50.rb,
lib/ssw/BLOSUM62.rb
Defined Under Namespace
Modules: AASeq, DNA, FFI Classes: Align, Error, Profile
Constant Summary collapse
- VERSION =
'0.0.3'
- BLOSUM50 =
[ # A R N D C Q E G H I L K M F P S T W Y V B Z X * 5, -2, -1, -2, -1, -1, -1, 0, -2, -1, -2, -1, -1, -3, -1, 1, 0, -3, -2, 0, -2, -1, -1, -5, # A -2, 7, -1, -2, -4, 1, 0, -3, 0, -4, -3, 3, -2, -3, -3, -1, -1, -3, -1, -3, -1, 0, -1, -5, # R -1, -1, 7, 2, -2, 0, 0, 0, 1, -3, -4, 0, -2, -4, -2, 1, 0, -4, -2, -3, 5, 0, -1, -5, # N -2, -2, 2, 8, -4, 0, 2, -1, -1, -4, -4, -1, -4, -5, -1, 0, -1, -5, -3, -4, 6, 1, -1, -5, # D -1, -4, -2, -4, 13, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -3, -2, -2, -4, -1, -1, -5, -3, -1, -3, -3, -1, -5, # C -1, 1, 0, 0, -3, 7, 2, -2, 1, -3, -2, 2, 0, -4, -1, 0, -1, -1, -1, -3, 0, 4, -1, -5, # Q -1, 0, 0, 2, -3, 2, 6, -3, 0, -4, -3, 1, -2, -3, -1, -1, -1, -3, -2, -3, 1, 5, -1, -5, # E 0, -3, 0, -1, -3, -2, -3, 8, -2, -4, -4, -2, -3, -4, -2, 0, -2, -3, -3, -4, -1, -2, -1, -5, # G -2, 0, 1, -1, -3, 1, 0, -2, 10, -4, -3, 0, -1, -1, -2, -1, -2, -3, 2, -4, 0, 0, -1, -5, # H -1, -4, -3, -4, -2, -3, -4, -4, -4, 5, 2, -3, 2, 0, -3, -3, -1, -3, -1, 4, -4, -3, -1, -5, # I -2, -3, -4, -4, -2, -2, -3, -4, -3, 2, 5, -3, 3, 1, -4, -3, -1, -2, -1, 1, -4, -3, -1, -5, # L -1, 3, 0, -1, -3, 2, 1, -2, 0, -3, -3, 6, -2, -4, -1, 0, -1, -3, -2, -3, 0, 1, -1, -5, # K -1, -2, -2, -4, -2, 0, -2, -3, -1, 2, 3, -2, 7, 0, -3, -2, -1, -1, 0, 1, -3, -1, -1, -5, # M -3, -3, -4, -5, -2, -4, -3, -4, -1, 0, 1, -4, 0, 8, -4, -3, -2, 1, 4, -1, -4, -4, -1, -5, # F -1, -3, -2, -1, -4, -1, -1, -2, -2, -3, -4, -1, -3, -4, 10, -1, -1, -4, -3, -3, -2, -1, -1, -5, # P 1, -1, 1, 0, -1, 0, -1, 0, -1, -3, -3, 0, -2, -3, -1, 5, 2, -4, -2, -2, 0, 0, -1, -5, # S 0, -1, 0, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -2, -1, 2, 5, -3, -2, 0, 0, -1, -1, -5, # T -3, -3, -4, -5, -5, -1, -3, -3, -3, -3, -2, -3, -1, 1, -4, -4, -3, 15, 2, -3, -5, -2, -1, -5, # W -2, -1, -2, -3, -3, -1, -2, -3, 2, -1, -1, -2, 0, 4, -3, -2, -2, 2, 8, -1, -3, -2, -1, -5, # Y 0, -3, -3, -4, -1, -3, -3, -4, -4, 4, 1, -3, 1, -1, -3, -2, 0, -3, -1, 5, -3, -3, -1, -5, # V -2, -1, 5, 6, -3, 0, 1, -1, 0, -4, -4, 0, -3, -4, -2, 0, 0, -5, -3, -3, 6, 1, -1, -5, # B -1, 0, 0, 1, -3, 4, 5, -2, 0, -3, -3, 1, -1, -4, -1, 0, -1, -2, -2, -3, 1, 5, -1, -5, # Z -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -5, # X -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, 1 # * ]
- BLOSUM62 =
[ # A R N D C Q E G H I L K M F P S T W Y V B Z X * 4, -1, -2, -2, 0, -1, -1, 0, -2, -1, -1, -1, -1, -2, -1, 1, 0, -3, -2, 0, -2, -1, 0, -4, # A -1, 5, 0, -2, -3, 1, 0, -2, 0, -3, -2, 2, -1, -3, -2, -1, -1, -3, -2, -3, -1, 0, -1, -4, # R -2, 0, 6, 1, -3, 0, 0, 0, 1, -3, -3, 0, -2, -3, -2, 1, 0, -4, -2, -3, 3, 0, -1, -4, # N -2, -2, 1, 6, -3, 0, 2, -1, -1, -3, -4, -1, -3, -3, -1, 0, -1, -4, -3, -3, 4, 1, -1, -4, # D 0, -3, -3, -3, 9, -3, -4, -3, -3, -1, -1, -3, -1, -2, -3, -1, -1, -2, -2, -1, -3, -3, -2, -4, # C -1, 1, 0, 0, -3, 5, 2, -2, 0, -3, -2, 1, 0, -3, -1, 0, -1, -2, -1, -2, 0, 3, -1, -4, # Q -1, 0, 0, 2, -4, 2, 5, -2, 0, -3, -3, 1, -2, -3, -1, 0, -1, -3, -2, -2, 1, 4, -1, -4, # E 0, -2, 0, -1, -3, -2, -2, 6, -2, -4, -4, -2, -3, -3, -2, 0, -2, -2, -3, -3, -1, -2, -1, -4, # G -2, 0, 1, -1, -3, 0, 0, -2, 8, -3, -3, -1, -2, -1, -2, -1, -2, -2, 2, -3, 0, 0, -1, -4, # H -1, -3, -3, -3, -1, -3, -3, -4, -3, 4, 2, -3, 1, 0, -3, -2, -1, -3, -1, 3, -3, -3, -1, -4, # I -1, -2, -3, -4, -1, -2, -3, -4, -3, 2, 4, -2, 2, 0, -3, -2, -1, -2, -1, 1, -4, -3, -1, -4, # L -1, 2, 0, -1, -3, 1, 1, -2, -1, -3, -2, 5, -1, -3, -1, 0, -1, -3, -2, -2, 0, 1, -1, -4, # K -1, -1, -2, -3, -1, 0, -2, -3, -2, 1, 2, -1, 5, 0, -2, -1, -1, -1, -1, 1, -3, -1, -1, -4, # M -2, -3, -3, -3, -2, -3, -3, -3, -1, 0, 0, -3, 0, 6, -4, -2, -2, 1, 3, -1, -3, -3, -1, -4, # F -1, -2, -2, -1, -3, -1, -1, -2, -2, -3, -3, -1, -2, -4, 7, -1, -1, -4, -3, -2, -2, -1, -2, -4, # P 1, -1, 1, 0, -1, 0, 0, 0, -1, -2, -2, 0, -1, -2, -1, 4, 1, -3, -2, -2, 0, 0, 0, -4, # S 0, -1, 0, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -2, -1, 1, 5, -2, -2, 0, -1, -1, 0, -4, # T -3, -3, -4, -4, -2, -2, -3, -2, -2, -3, -2, -3, -1, 1, -4, -3, -2, 11, 2, -3, -4, -3, -2, -4, # W -2, -2, -2, -3, -2, -1, -2, -3, 2, -1, -1, -2, -1, 3, -3, -2, -2, 2, 7, -1, -3, -2, -1, -4, # Y 0, -3, -3, -3, -1, -2, -2, -3, -3, 3, 1, -2, 1, -1, -2, -2, 0, -3, -1, 4, -3, -2, -1, -4, # V -2, -1, 3, 4, -3, 0, 1, -1, 0, -3, -4, 0, -3, -3, -2, 0, -1, -4, -3, -3, 4, 1, -1, -4, # B -1, 0, 0, 1, -3, 3, 4, -2, 0, -3, -3, 1, -1, -3, -1, 0, -1, -3, -2, -2, 1, 4, -1, -4, # Z 0, -1, -1, -1, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -2, 0, 0, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -4, # X -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, 1, # * ]
Class Attribute Summary collapse
-
.ffi_lib ⇒ Object
Returns the value of attribute ffi_lib.
Class Method Summary collapse
-
.align(prof, ref, weight_gap0, weight_gapE, flag, filters, filterd, mask_len = nil) ⇒ Object
Do Striped Smith-Waterman alignment.
-
.align_destroy(align) ⇒ Object
Release the memory allocated by function ssw_align.
-
.build_path(q_seq, r_seq, align) ⇒ Object
TODO: fix variable names.
-
.create_scoring_matrix(elements, match_score, mismatch_score) ⇒ Object
Create scoring matrix of Smith-Waterman algrithum.
-
.init(read, mat, n = nil, score_size: 2) ⇒ Object
Create the query profile using the query sequence.
-
.init_destroy(profile) ⇒ Object
Release the memory allocated by function ssw_init.
-
.mark_mismatch(ref_begin1, read_begin1, read_end1, ref, read, read_len, cigar, cigar_len) ⇒ Integer
1.
Class Attribute Details
.ffi_lib ⇒ Object
Returns the value of attribute ffi_lib.
13 14 15 |
# File 'lib/libssw.rb', line 13 def ffi_lib @ffi_lib end |
Class Method Details
.align(prof, ref, weight_gap0, weight_gapE, flag, filters, filterd, mask_len = nil) ⇒ Object
Do Striped Smith-Waterman alignment.
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 |
# File 'lib/libssw.rb', line 136 def align(prof, ref, weight_gap0, weight_gapE, flag, filters, filterd, mask_len = nil) unless prof.is_a?(Fiddle::Pointer) || prof.is_a?(Profile) || prof.respond_to?(:to_ptr) raise ArgumentError, 'Expect class of filename to be Profile or Pointer' end raise ArgumentError, 'Expect class of ref to be Array' unless ref.is_a?(Array) ref_str = ref.pack('c*') ref_len = ref.size mask_len ||= [ref_len / 2, 15].max ptr = FFI.ssw_align( prof, ref_str, ref_len, weight_gap0, weight_gapE, flag, filters, filterd, mask_len ) # Not sure yet if we should set the instance variable to the pointer as a # garbage collection workaround. # For example: instance_variable_set(:@ref_str, ref_str) # # ptr.free = FFI.instance_variable_get(:@func_map)['align_destroy'] SSW::Align.new(ptr) end |
.align_destroy(align) ⇒ Object
Release the memory allocated by function ssw_align.
159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 |
# File 'lib/libssw.rb', line 159 def align_destroy(align) if align.is_a?(Align) warn "You don't need to call this method for Ruby's Align class." nil elsif align.is_a?(Fiddle::Pointer) || align.respond_to?(:to_ptr) FFI.align_destroy(align) else raise ArgumentError, 'Expect class of filename to be Pointer' end end |
.build_path(q_seq, r_seq, align) ⇒ Object
TODO: fix variable names
216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 |
# File 'lib/libssw.rb', line 216 def build_path(q_seq, r_seq, align) sQ = '' sA = '' sR = '' q_off = align.read_begin1 r_off = align.ref_begin1 align.cigar.each do |x| n = x >> 4 m = x & 15 c = m > 8 ? 'M' : 'MIDNSHP=X'[m] case c when 'M' sQ += q_seq[q_off...(q_off + n)] sA += Array.new(n) { |j| q_seq[q_off + j] == r_seq[r_off + j] ? '|' : '*' }.join sR += r_seq[r_off...(r_off + n)] q_off += n r_off += n when 'I' sQ += q_seq[q_off...(q_off + n)] sA += ' ' * n sR += ' ' * n q_off += n when 'D' sQ += ' ' * n sA += ' ' * n sR += r_seq[r_off...(r_off + n)] r_off += n end end [align.cigar_string, sQ, sA, sR] end |
.create_scoring_matrix(elements, match_score, mismatch_score) ⇒ Object
Create scoring matrix of Smith-Waterman algrithum.
203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 |
# File 'lib/libssw.rb', line 203 def create_scoring_matrix(elements, match_score, mismatch_score) size = elements.size score = Array.new(size * size, 0) (size - 1).times do |i| (size - 1).times do |j| score[i * size + j] = \ (elements[i] == elements[j] ? match_score : mismatch_score) end end score end |
.init(read, mat, n = nil, score_size: 2) ⇒ Object
Create the query profile using the query sequence.
46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 |
# File 'lib/libssw.rb', line 46 def init(read, mat, n = nil, score_size: 2) read = read.to_a mat = mat.to_a.flatten raise ArgumentError, 'Expect class of read to be Array' unless read.is_a?(Array) raise ArgumentError, 'Expect class of mat to be Array' unless mat.is_a?(Array) read_str = read.pack('c*') read_len = read.size n = Math.sqrt(mat.size) if n.nil? raise "Not a square matrix. size: #{mat.size}, n: #{n}" if mat.size != n * n mat_str = mat.flatten.pack('c*') ptr = FFI.ssw_init( read_str, read_len, mat_str, n, score_size ) # Garbage collection workaround # # * The following code will cause a segmentation violation when manually # releasing memory. The reason is unknown. # * func_map is only available in newer versions of fiddle. # ptr.free = FFI.instance_variable_get(:@func_map)['init_destroy'] ptr.instance_variable_set(:@read_str, read_str) ptr.instance_variable_set(:@read_len, read_len) ptr.instance_variable_set(:@mat_str, mat_str) ptr.instance_variable_set(:@n, n) ptr.instance_variable_set(:@score_size, score_size) SSW::Profile.new(ptr) end |
.init_destroy(profile) ⇒ Object
Ruby has garbage collection, so there is not much reason to call this method.
Release the memory allocated by function ssw_init.
85 86 87 88 89 90 91 |
# File 'lib/libssw.rb', line 85 def init_destroy(profile) unless profile.is_a?(Fiddle::Pointer) || prof.is_a?(Profile) || prof.respond_to?(:to_ptr) raise ArgumentError, 'Expect class of filename to be Profile or Pointer' end FFI.init_destroy(profile) end |
.mark_mismatch(ref_begin1, read_begin1, read_end1, ref, read, read_len, cigar, cigar_len) ⇒ Integer
This method takes a Fiddle::Pointer as an argument. Please read the source code and understand it well before using this method. (Needs to be improved)
-
Calculate the number of mismatches.
-
Modify the cigar string:
differentiate matches (=), mismatches(X), and softclip(S).
192 193 194 195 196 197 |
# File 'lib/libssw.rb', line 192 def mark_mismatch(ref_begin1, read_begin1, read_end1, ref, read, read_len, cigar, cigar_len) warn 'implementation: fiexme: **cigar' # FIXME FFI.mark_mismatch( ref_begin1, read_begin1, read_end1, ref.pack('c*'), read.pack('c*'), read_len, cigar, cigar_len.pack('l*') ) end |