Rotem Soreks Team entschlüsselte die molekularen Mechanismen, mit denen sich Bakterien gegen eine Infektion wehren und als bakterielles "Immunsystem" bezeichnet werden. Sie untersuchten, wie Bakterien gegen Viren – die sogenannten Phagen – ankämpfen, die Bakterien attackieren und zerstören können. Seine Forschungen führten zu der Erkenntnis, dass Bakterien ein komplexes Netzwerk von über 100 Anti-Phagen-Immunsystemen kodieren. Eines der wichtigsten Ergebnisse aus Soreks Studien ist die Entdeckung, dass beim Menschen Schlüsselkomponenten des angeborenen Immunsystems im Laufe der Evolution aus archaischen bakteriellen Systemen entstanden sind, die gegen Phagen schützen.
Rotem Sorek studierte Lebenswissenschaften und Genetik in Tel Aviv/Israel, und promovierte 2007 in Humangenetik an der Universität Tel Aviv. Nach einer zweijährigen Station als Post-Doktorand am Lawrence Berkeley National Lab in Berkeley/USA wechselte er zum Weizmann Institute of Science, wo er ab 2014 als Associate Professor wirkte, bevor er 2018 zum Full Professor am Department of Molecular Genetics berufen wurde. Gegenwärtig leitet Sorek das Knell Family Center for Microbiology am Weizmann Institut. Sorek war Editorial Board Mitglied der Fachzeitschriften „BioEssays“ (2009 bis 2018) und „Cell“ (seit 2020) sowie Associate Editor der Fachzeitschrift „Genome Biology and Evolution“ (2014 bis 2017). Für seine Forschungsleistungen hat er bereits eine Reihe von Auszeichnungen erhalten. Zu den wichtigsten Preisen zählen der Anniversary Prize der Federation of the European Biochemical Societies (FEBS) im Jahr 2014, der Beutler Research Program Award (2019), der Andre Deloro Prize (2021), der Rappaport Prize (2021), der Landau Prize (2022), der Michael Bruno Memorial Award (2022) und der HFSP Nakasone Award (2023). Neben der Leopoldina, deren Mitglied Sorek 2022 wurde, gehört er einigen anderen Wissenschaftsakademien sowie Fachgesellschaften an, etwa der Young Israel Academy of Sciences (seit 2012), der European Academy of Microbiology (seit 2015), der European Molecular Biology Organization (seit 2016) oder der American Academy of Microbiology (seit 2018).
Die Max-Planck-Gesellschaft und die Alexander von Humboldt-Stiftung verleihen ihren gemeinsamen Forschungspreis explizit an herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Ausland. Der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierte Max-Planck-Humboldt-Forschungspreis löste 2018 den Max-Planck-Forschungspreis ab und ist mit einem Preisgeld in Höhe von 80.000 Euro sowie 1,5 Millionen Euro für einen Forschungsaufenthalt in Deutschland verbunden. Er wird abwechselnd auf den Gebieten der Natur- und Ingenieurwissenschaften, der Lebenswissenschaften und der Geistes- und Sozialwissenschaften verliehen. Bereits 2018 ging der Preis an ein heutiges Leopoldina-Mitglied, als die Astrophysikerin Catherine Heymans für ihre Forschungen zur sogenannten Dunklen Energie ausgezeichnet wurde.