ComAlign is a program, that given a number of sequences (in the GenAl-format, see [...]) generates a number of heuristic alignments and combines these best possible.

ComAlign can be called with the following parameters (defaults in parathesis):

   ComAlign [-h|-H] [-s#] [-n#] [-i#] [-l#] [-t#] [-c#] [-a] [-f#]

where

• h|H = Help
• s#  = 'random seed' number (1)
• n#  = Number of sequences that are to be

      aligned (2)
• i#  = Number of iterations in ComAlign [on

      each iteration a new alignment is added
      to the pool of alignments ComAlign is
      working on] (10)
• l#  = ComAlign records the time it took to

      find a solution as good as the score
      denoted by #
• t#  = ComAlign marks the best solution found

      after # 1/100 seconds
• c#  = Makes ComAlign terminate if the score

      hasn't changed within the last #
      iterations (20)
• a   = On termination ComAlign will print the

      best found alignment
• f#  = Name of inputfile ('stdin')

An example

   DNAgen -n8 -l50 -g15

The output on 'stdout' will look like (in the GenAl-format):

   >Artificial generated sequence 1
   TATGGCGGATACGGGTCTTAATTGGACACAAAGGGGAACCCGATATCGC
   *
   *
   >Artificial generated sequence 2
   CTTGGCGGGGCAGGTGTCTTAAATGGGCCGCAAAAAGGAGCGTTAGCGAAT
   *
   *
   >Artificial generated sequence 3
   TATGTCGGCACACATCGTGTTAAGCTGAACAAAGCGTCCTCGCTAGGC
   *
   *
   >Artificial generated sequence 4
   TCTGCCGTAATCCGTCGGGAATAGGCCCGAGTAGGCCTCCTCGCTAGGC
   *
   *
   >Artificial generated sequence 5
   CCAACGAACTGAGCCCTTGGGTACACGCGACAGGGAGACTTCCTAGCAGC
   *
   *
   >Artificial generated sequence 6
   CGTAACGCACTAAGCCATTCGGTGAAGTGGTAGGGAGTTTCGCGAGC
   *
   *
   >Artificial generated sequence 7
   CGAGTGGAGCAAACCTTCGTTTAGCGCATTCCGAGTCATTGATGA
   *
   *
   >Artificial generated sequence 8
   TGTTGTGGGCTAGCCCTTATCTTATACGCGTTAGGCAGTCACTGAAAAA
   *
   *

Redirect the output to a file named 'sequences':

   DNAgen -n8 -l50 -g15 > sequences

Now this file will be used as input file for ComAlign. We will
align all 8 sequences and run ComAlign for 100 iterations. If
there hasn't been any change after 10 iterations we want to
abort ComAlign. On termination we wan't to see the best found
alignment. The name of the input file is 'sequences':

   ComAlign -n8 -i100 -c10 -a -fsequences

The output will look like (smaller font chosen to fit the screen):

                          current    min.     max.  ComAlign    time
                           score    score    score    score   1/100sec.
                        +--------+--------+--------+--------+----------+
     0) alignment score |   3880 |   3880 |   3880 |   3880 |       66 |
     1) alignment score |   3973 |   3880 |   3973 |   3880 |      139 |
     2) alignment score |   3954 |   3880 |   3973 |   3879 |      205 |
     3) alignment score |   3838 |   3838 |   3973 |   3838 |      273 |
     4) alignment score |   3730 |   3730 |   3973 |   3708 |      349 |
     5) alignment score |   3834 |   3730 |   3973 |   3708 |      423 |
     6) alignment score |   3886 |   3730 |   3973 |   3708 |      496 |
     7) alignment score |   3866 |   3730 |   3973 |   3708 |      566 |
     8) alignment score |   4377 |   3730 |   4377 |   3708 |      638 |
     9) alignment score |   3660 |   3660 |   4377 |   3620 |      707 |
    10) alignment score |   3642 |   3642 |   4377 |   3599 |      784 |
    11) alignment score |   4017 |   3642 |   4377 |   3599 |      853 |
    12) alignment score |   3991 |   3642 |   4377 |   3599 |      928 |
    13) alignment score |   3850 |   3642 |   4377 |   3592 |      998 |
    14) alignment score |   4074 |   3642 |   4377 |   3592 |     1069 |
    15) alignment score |   4026 |   3642 |   4377 |   3592 |     1142 |
    16) alignment score |   3941 |   3642 |   4377 |   3592 |     1214 |
    17) alignment score |   3717 |   3642 |   4377 |   3592 |     1287 |
    18) alignment score |   3844 |   3642 |   4377 |   3592 |     1360 |
    19) alignment score |   3883 |   3642 |   4377 |   3592 |     1437 |
    20) alignment score |   3850 |   3642 |   4377 |   3592 |     1509 |
    21) alignment score |   3795 |   3642 |   4377 |   3587 |     1581 |
    22) alignment score |   4256 |   3642 |   4377 |   3587 |     1657 |
    23) alignment score |   3920 |   3642 |   4377 |   3587 |     1734 |
    24) alignment score |   3976 |   3642 |   4377 |   3587 |     1809 |
    25) alignment score |   3764 |   3642 |   4377 |   3587 |     1883 |
    26) alignment score |   3670 |   3642 |   4377 |   3587 |     1958 |
    27) alignment score |   3876 |   3642 |   4377 |   3587 |     2032 |
    28) alignment score |   3953 |   3642 |   4377 |   3587 |     2110 |
    29) alignment score |   4196 |   3642 |   4377 |   3587 |     2186 |
    30) alignment score |   3673 |   3642 |   4377 |   3587 |     2263 |
                        +--------+--------+--------+--------+----------+
 

       1  T  A  T  G  G  C  G  G  A  T  A  C  G  G  G  T  -  -  C  T  T  A  A

       1  C  T  T  G  G  C  G  G  G  -  G  C  A  G  G  T  G  T  C  T  T  A  A

       1  T  A  T  G  T  C  G  G  C  -  A  C  A  C  A  T  -  -  C  G  T  G  T

       1  T  C  T  G  C  C  G  T  A  -  A  T  C  C  G  T  -  -  C  G  G  G  A

       1  C  C  -  A  A  C  G  A  A  -  C  T  G  A  G  C  -  -  C  C  T  T  G

       1  C  G  T  A  A  C  G  C  A  -  C  T  A  A  G  C  -  -  C  A  T  T  C

       1  C  G  -  A  G  T  G  G  A  -  G  C  A  A  A  C  -  -  C  T  T  C  G

       1  T  G  T  T  G  T  G  G  G  -  C  T  A  G  C  C  -  -  C  T  T  A  T
 
 

      22  T  T  G  G  -  A  C  A  C  A  A  A  G  G  G  G  A  A  -  C  C  C  G

      23  A  T  G  G  G  C  C  G  C  A  A  A  A  A  G  G  A  G  -  C  G  T  T

      21  T  A  A  G  -  C  T  G  A  A  C  A  A  A  G  C  G  T  -  C  C  T  C

      21  A  T  A  G  G  C  C  C  G  A  G  T  A  G  G  C  C  T  -  C  C  T  C

      20  G  G  T  A  C  A  C  G  C  G  A  C  A  G  G  G  A  G  A  C  T  T  C

      21  G  G  T  G  -  A  A  G  T  G  G  T  A  G  G  G  A  G  -  T  T  T  C

      20  T  T  T  A  -  G  C  G  C  A  T  T  C  C  G  -  A  G  -  T  C  A  T

      21  C  T  T  A  T  A  C  G  C  G  T  T  A  G  G  C  A  G  -  T  C  A  C
 
 

      43  A  T  A  T  -  C  G  C

      45  A  G  C  G  -  A  A  T

      42  G  C  T  A  -  G  G  C

      43  G  C  T  A  -  G  G  C

      43  C  T  A  G  C  A  G  C

      42  G  C  -  G  -  A  G  C

      40  T  G  -  A  -  T  G  A

      43  T  G  A  A  -  A  A  A

   Statistics: Best score:             3587
                 found after:            21  iterations
               Total time elapsed:     2263  1/100 sec.
                 + overhead time:         2  1/100 sec.
 

Running MSA on the same sequences gives us a score of 3662 in just
1.850 seconds. Now we would like to see how long it takes ComAlign
to find a solution that is at least as good as MSA's solution AND
we want to know what ComAlign's best solution was after spending the
same amount of computation time as MSA spent:

   ComAlign -n8 -i100 -l3662 -t185 -a -fsequences

Resulting in:

                          current    min.     max.  ComAlign    time
                           score    score    score    score   1/100sec.
                        +--------+--------+--------+--------+----------+
     0) alignment score |   3880 |   3880 |   3880 |   3880 |       67 |
     1) alignment score |   3973 |   3880 |   3973 |   3880 |      137 |
     2) alignment score |   3954 |   3880 |   3973 |   3879 |      208 |
     3) alignment score |   3838 |   3838 |   3973 |   3838 |      273 |
     4) alignment score |   3730 |   3730 |   3973 |   3708 |      341 |
     5) alignment score |   3834 |   3730 |   3973 |   3708 |      416 |
     6) alignment score |   3886 |   3730 |   3973 |   3708 |      487 |
     7) alignment score |   3866 |   3730 |   3973 |   3708 |      557 |
     8) alignment score |   4377 |   3730 |   4377 |   3708 |      631 |
     9) alignment score |   3660 |   3660 |   4377 |   3620 |      705 |
    10) alignment score |   3642 |   3642 |   4377 |   3599 |      778 |
    11) alignment score |   4017 |   3642 |   4377 |   3599 |      847 |
    12) alignment score |   3991 |   3642 |   4377 |   3599 |      916 |
    13) alignment score |   3850 |   3642 |   4377 |   3592 |      988 |
    14) alignment score |   4074 |   3642 |   4377 |   3592 |     1060 |
    15) alignment score |   4026 |   3642 |   4377 |   3592 |     1132 |
    16) alignment score |   3941 |   3642 |   4377 |   3592 |     1202 |
    17) alignment score |   3717 |   3642 |   4377 |   3592 |     1279 |
    18) alignment score |   3844 |   3642 |   4377 |   3592 |     1352 |
    19) alignment score |   3883 |   3642 |   4377 |   3592 |     1445 |
    20) alignment score |   3850 |   3642 |   4377 |   3592 |     1527 |
    21) alignment score |   3795 |   3642 |   4377 |   3587 |     1599 |
    22) alignment score |   4256 |   3642 |   4377 |   3587 |     1676 |
    23) alignment score |   3920 |   3642 |   4377 |   3587 |     1751 |
    24) alignment score |   3976 |   3642 |   4377 |   3587 |     1825 |
    25) alignment score |   3764 |   3642 |   4377 |   3587 |     1900 |
    26) alignment score |   3670 |   3642 |   4377 |   3587 |     1979 |
    27) alignment score |   3876 |   3642 |   4377 |   3587 |     2052 |
    28) alignment score |   3953 |   3642 |   4377 |   3587 |     2134 |
    29) alignment score |   4196 |   3642 |   4377 |   3587 |     2207 |
    30) alignment score |   3673 |   3642 |   4377 |   3587 |     2284 |
    31) alignment score |   3630 |   3630 |   4377 |   3587 |     2360 |
    32) alignment score |   4062 |   3630 |   4377 |   3587 |     2441 |
    33) alignment score |   4020 |   3630 |   4377 |   3587 |     2522 |
    34) alignment score |   3735 |   3630 |   4377 |   3587 |     2598 |
    35) alignment score |   3844 |   3630 |   4377 |   3587 |     2675 |
    36) alignment score |   3741 |   3630 |   4377 |   3587 |     2751 |
    37) alignment score |   3979 |   3630 |   4377 |   3587 |     2828 |
    38) alignment score |   4007 |   3630 |   4377 |   3587 |     2906 |
    39) alignment score |   3705 |   3630 |   4377 |   3587 |     2989 |
    40) alignment score |   3806 |   3630 |   4377 |   3587 |     3066 |
                        +--------+--------+--------+--------+----------+
 

       1  T  A  T  G  G  C  G  G  A  T  A  C  G  G  G  T  -  -  C  T  T  A  A

       1  C  T  T  G  G  C  G  G  G  -  G  C  A  G  G  T  G  T  C  T  T  A  A

       1  T  A  T  G  T  C  G  G  C  -  A  C  A  C  A  T  -  -  C  G  T  G  T

       1  T  C  T  G  C  C  G  T  A  -  A  T  C  C  G  T  -  -  C  G  G  G  A

       1  C  C  -  A  A  C  G  A  A  -  C  T  G  A  G  C  -  -  C  C  T  T  G

       1  C  G  T  A  A  C  G  C  A  -  C  T  A  A  G  C  -  -  C  A  T  T  C

       1  C  G  -  A  G  T  G  G  A  -  G  C  A  A  A  C  -  -  C  T  T  C  G

       1  T  G  T  T  G  T  G  G  G  -  C  T  A  G  C  C  -  -  C  T  T  A  T
 
 

      22  T  T  G  G  -  A  C  A  C  A  A  A  G  G  G  G  A  A  -  C  C  C  G

      23  A  T  G  G  G  C  C  G  C  A  A  A  A  A  G  G  A  G  -  C  G  T  T

      21  T  A  A  G  -  C  T  G  A  A  C  A  A  A  G  C  G  T  -  C  C  T  C

      21  A  T  A  G  G  C  C  C  G  A  G  T  A  G  G  C  C  T  -  C  C  T  C

      20  G  G  T  A  C  A  C  G  C  G  A  C  A  G  G  G  A  G  A  C  T  T  C

      21  G  G  T  G  -  A  A  G  T  G  G  T  A  G  G  G  A  G  -  T  T  T  C

      20  T  T  T  A  -  G  C  G  C  A  T  T  C  C  G  -  A  G  -  T  C  A  T

      21  C  T  T  A  T  A  C  G  C  G  T  T  A  G  G  C  A  G  -  T  C  A  C
 
 

      43  A  T  A  T  -  C  G  C

      45  A  G  C  G  -  A  A  T

      42  G  C  T  A  -  G  G  C

      43  G  C  T  A  -  G  G  C

      43  C  T  A  G  C  A  G  C

      42  G  C  -  G  -  A  G  C

      40  T  G  -  A  -  T  G  A

      43  T  G  A  A  -  A  A  A

   Statistics: Best score:             3587
                 found after:            21  iterations
               Total time elapsed:     3066  1/100 sec.
                 + overhead time:        12  1/100 sec.
               Time needed to find an alignment with
                 score <=   3662:       705  1/100 sec.
               Score of best alignment found within
                185 (1/100 sec.):      3880

So it took ComAlign a bit more than 7 seconds to find a solution as good as what MSA proposed and after 1.85 seconds the best possible combination ComAlign could find scored 3880. So for these relatively short sequences MSA clearly is faster in finding a suboptimal solution.
 

Other examples

• For help, use the -h option:
  
     DNAgen -h    ComAlign -h

 
• Instead of using the -f option (-fsequences) as in the first example, one can redirect the 'stdin':
  
     ComAlign -n8 -i100 -c10 -a < sequences
  
  
• Using different random seed numbers (-s option) will result in different outputs. Running
  
     ComAlign -s7 -n8 -i200 -c40 -fsequences
  
  twice on the same machine will result in the exact same output, whilst running
  
     ComAlign -s9 -n8 -i200 -c40 -fsequence
  
  will give a new, different result.
  
  
• Let's generate 10 sequences of an approximate length of 500 nucleotides (but they can never be longer than 500 nucleotides, since MSA doesn't allow that) and with a mutation factor of 50:
  
     DNAgen -n10 -l500 -m500 -g50 > more_sequences
  
  Now run ComAlign on these sequences and let's see how it performs in comparison with MSA (assume that MSA found an alignment, scoring 459959, after 255.56 seconds):
  
     ComAlign -s35 -n10 -i2000 -l459959 -t25556 -c100 -a -fmore_sequence